為了探究湍流模型和真實(shí)氣體狀態(tài)方程在超臨界工況下的適用性以及燃料噴霧的發(fā)展過程,本文以二甲醚和正庚烷超臨界噴霧實(shí)驗(yàn)為對(duì)象進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。在二甲醚超臨界噴霧數(shù)值模擬研究中,采用RANS（Reynolds-Averaged Navier-Stokes）和LES（Large eddy simulation）湍流模型耦合KH-RT（Kelvin-Helmholtz Rayleigh-Taylor）模型研究兩種湍流模型的適用性,并對(duì)比分析二甲醚亞臨界噴霧和異辛烷與正庚烷超臨界噴霧的發(fā)展過程。同時(shí),基于LES湍流模型探討了環(huán)境溫度和壓力以及噴射溫度和壓力的變化對(duì)二甲醚超臨界工況下噴霧貫穿距和徑向擴(kuò)散的影響。結(jié)果表明,與RANS模型相比,LES湍流模型模擬的結(jié)果與噴霧實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果更吻合;與二甲醚亞臨界噴霧相比,二甲醚超臨界噴霧的霧化效果更好;在相同初始條件下,二甲醚超臨界噴霧的霧化效果要優(yōu)于異辛烷和正庚烷超臨界噴霧;噴霧貫穿距和徑向擴(kuò)散隨環(huán)境壓力的增大而減小,隨環(huán)境溫度、噴射壓力和噴射溫度的升高而增大。在正庚烷超臨界噴霧數(shù)值模擬研究中,分別用歐拉-拉格朗日和歐拉-歐拉方法進(jìn)行了數(shù)值模擬,并對(duì)模擬... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 超臨界噴霧數(shù)值模擬方法
    2.1 湍流模型
        2.1.1 RANS湍流模型
        2.1.2 大渦模擬
    2.2 VOF模型
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 表面張力
    2.3 KH-RT模型
    2.4 真實(shí)氣體狀態(tài)方程
        2.4.1 RK方程
        2.4.2 SRK方程
        2.4.3 PR方程
    2.5 本章小結(jié)
第3章 二甲醚和正庚烷超臨界噴霧計(jì)算模型的建立
    3.1 CONVERGE和ENSIGHT模擬軟件介紹
    3.2 二甲醚超臨界噴霧數(shù)值計(jì)算模型的建立
        3.2.1二甲醚超臨界定容非燃燒噴霧實(shí)驗(yàn)
        3.2.2 建立二甲醚超臨界噴霧數(shù)值計(jì)算模型
    3.3 正庚烷超臨界噴霧數(shù)值模型的建立
        3.3.1正庚烷定容噴霧實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 建立正庚烷超臨界噴霧數(shù)值模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 二甲醚超臨界噴霧的模擬結(jié)果及分析
    4.1 模型驗(yàn)證
    4.2 基于RANS和LES模型對(duì)比研究
        4.2.1 二甲醚超臨界與亞臨界噴霧對(duì)比
        4.2.2 二甲醚、正庚烷、異辛烷超臨界噴霧對(duì)比
    4.3 壓力和溫度的變化對(duì)二甲醚超臨界噴霧的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 正庚烷超臨界噴霧的模擬結(jié)果及分析
    5.1 歐拉-拉格朗日數(shù)值模擬的結(jié)果及分析
        5.1.1 溫度分布
        5.1.2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布
        5.1.3 密度分布
        5.1.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析
    5.2 VOF方法下數(shù)值模擬的結(jié)果及分析
        5.2.1 溫度分布
        5.2.2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布
        5.2.3 密度分布
        5.2.4 模型驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 本文結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于RANS和LES湍流模型的二甲醚超臨界噴霧數(shù)值模擬[J]. 吉繼昌,肖干,應(yīng)保勝,李輝.  武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]超臨界射流模型的構(gòu)建及驗(yàn)證[J]. 李亮,解茂昭,賈明,劉宏升.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]環(huán)境壓力對(duì)超臨界流體噴霧特性影響的數(shù)值分析[J]. 韋武,解茂昭,賈明.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工況下二甲醚噴霧燃燒實(shí)驗(yàn)及仿真研究[J]. 王理堃,張光德,三次勇太,金野滿.  武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
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[6]亞/超臨界環(huán)境下氣液界面性質(zhì)的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 鄧?yán)?解茂昭.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(08)
[7]柴油機(jī)低溫燃燒技術(shù)綜述[J]. 張志強(qiáng),趙福全,李理光.  汽車工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]超臨界汽油燃料及其替代混合物的物性[J]. 鄭朝蕾,劉冰,陳玉.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]超臨界燃料噴射過程大渦模擬:狀態(tài)方程的影響[J]. 解茂昭,楊康.  熱科學(xué)與技術(shù). 2015(05)
[10]亞臨界/超臨界汽油噴霧特性[J]. 張淼,裴毅強(qiáng),鄭朝蕾,劉懿,張巖,劉冰.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2015(05)

碩士論文
[1]內(nèi)燃機(jī)亞臨界/超臨界燃油噴霧的大渦模擬[D]. 鮑兵.大連理工大學(xué) 2016
[2]超臨界汽油燃料物性及其噴射特性數(shù)值模擬研究[D]. 劉冰.重慶大學(xué) 2016
[3]亞/超臨界環(huán)境下氣液界面特性的分子動(dòng)力學(xué)模擬[D]. 鄧?yán)?大連理工大學(xué) 2015
[4]內(nèi)燃機(jī)環(huán)境下液體燃料超臨界噴射過程的數(shù)值模擬[D]. 楊康.大連理工大學(xué) 2015
[5]二甲醚燃料高溫高壓環(huán)境下噴霧特性研究[D]. 孫敬.武漢科技大學(xué) 2014
[6]直噴燃油特性對(duì)PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究[D]. 羅斌.上海交通大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3354097