隨著對天然氣發(fā)動機動力性和排放性要求的不斷提高,為了改善天然氣發(fā)動機燃料供給條件,優(yōu)化配氣控制特性,就需要對天然氣發(fā)動機燃氣噴射系統(tǒng)的流量特性進行深入研究。了解天然氣發(fā)動機燃氣噴射系統(tǒng)的流量特性,一方面可以優(yōu)化噴射過程中的各項延遲,結(jié)合控制系統(tǒng)降低燃料逸散,從而減少排放節(jié)約能源,另一方面還可以優(yōu)化噴射燃氣與空氣的摻混擴散,提高天然氣發(fā)動機的燃料利用率。本文提出了從時間和空間兩個角度分析燃氣噴射系統(tǒng)的流量特性,利用數(shù)值方法對不同條件下的燃氣噴射系統(tǒng)內(nèi)的流動狀態(tài)進行研究,為優(yōu)化發(fā)動機的燃料供給提供了有效的理論依據(jù)。首先,基于RANS方法建立了關(guān)于燃氣噴射系統(tǒng)不完全膨脹射流流動狀態(tài)所需的數(shù)學物理模型,通過Sandia實驗室的不完全膨脹射流紋影圖像完成了數(shù)學物理模型的驗證,驗證的結(jié)果表明了該模型能夠很好的捕捉不完全膨脹射流出口處的近場激波結(jié)構(gòu)和流動狀態(tài)參數(shù),可以使用這一模型對燃氣噴射系統(tǒng)的流量特性進行深入研究。其次,借助ANSYS Fluent模擬燃氣噴射系統(tǒng)三維瞬態(tài)流動過程,參考噴壓比為11的仿真結(jié)果定義了整個系統(tǒng)燃氣噴射過程的攀升期、穩(wěn)定期、噴射末期三個階段;從頻域上分析了穩(wěn)定段流量振蕩的... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 燃氣噴射系統(tǒng)關(guān)鍵特性分析
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題研究內(nèi)容
第2章 燃氣噴射系統(tǒng)模型的建立和驗證
    2.1 燃氣噴射系統(tǒng)幾何模型的建立
    2.2 燃氣噴射系統(tǒng)數(shù)學物理模型的建立
        2.2.1 組分輸運模型中的基本方程
        2.2.2 湍流模型
    2.3 燃氣噴射系統(tǒng)氣體射流噴射過程數(shù)學物理模型的驗證
        2.3.1 Sandia可視化不完全膨脹射流試驗介紹
        2.3.2 對Sandia可視化不完全膨脹射流試驗的數(shù)值模擬
    2.4 本章小結(jié)
第3章 燃氣噴射系統(tǒng)質(zhì)量流率特性的產(chǎn)生機理
    3.1 燃氣噴射系統(tǒng)質(zhì)量流率的影響因素
    3.2 噴射系統(tǒng)網(wǎng)格模型的建立及邊界條件的設(shè)定
        3.2.1 網(wǎng)格模型的建立
        3.2.2 邊界條件的設(shè)定
    3.3 燃氣噴射系統(tǒng)質(zhì)量流率時間分布特性的影響因素
        3.3.1 質(zhì)量流率的影響規(guī)律研究
        3.3.2 特征參數(shù)的產(chǎn)生機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 燃氣噴射系統(tǒng)質(zhì)量流率及噴射質(zhì)量的時空分布特性
    4.1 燃氣噴射系統(tǒng)質(zhì)量流率的時間分布特性
        4.1.1 不同噴射壓力下燃氣噴射系統(tǒng)質(zhì)量流率的時間分布特性
        4.1.2 不同噴管結(jié)構(gòu)對燃氣噴射系統(tǒng)質(zhì)量流率時間分布特性的影響
    4.2 燃氣噴射系統(tǒng)噴射質(zhì)量的空間分布特性
        4.2.1 燃氣噴射系統(tǒng)出口速度場和密度場的分布特性
        4.2.2 燃氣噴射系統(tǒng)射流貫穿距與噴射質(zhì)量的關(guān)系
    4.3 噴管口缺口結(jié)構(gòu)條件下的近場射流結(jié)構(gòu)及其對摻混的影響
        4.3.1 缺口噴管-外場幾何模型及網(wǎng)格模型的建立
        4.3.2 缺口噴管的近場射流結(jié)構(gòu)及其對摻混的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 燃氣噴射系統(tǒng)流量特性的測試研究
    5.1 測量原理及試驗裝置
        5.1.1 定容積法噴射規(guī)律測量原理
        5.1.2 試驗平臺組成
    5.2 噴射規(guī)律的測量
        5.2.1 定容氣室充氣特性分析
        5.2.2 氣室壓力變化率分析與噴射持續(xù)期的確定
        5.2.3 噴氣量與噴射規(guī)律的計算
        5.2.4 測量精度分析及驗證
    5.3 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)和工作展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高度欠膨脹射流的瞬態(tài)近場結(jié)構(gòu)[J]. 李曉鵬,吳坤,姚衛(wèi),范學軍.  推進技術(shù). 2016(12)
[2]船用天然氣發(fā)動機技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 雷偉,甘少煒,周國強,汪立志.  船海工程. 2014(06)
[3]噴孔參數(shù)對高壓共軌船用柴油機燃燒與排放影響的仿真研究[J]. 閆萍,馮明志,平濤,方文超,王新權(quán).  內(nèi)燃機工程. 2011(03)
[4]定積容器充、放氣時間的計算分析及實驗[J]. 鄭洪生,徐慶儒.  液壓工業(yè). 1986(02)



本文編號：3174076