本文關(guān)鍵詞：甲烷微燃燒器預(yù)混燃燒過程場(chǎng)協(xié)同優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 微燃燒器 數(shù)值模擬 多場(chǎng)協(xié)同機(jī)理 多學(xué)科優(yōu)化

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能量短缺的問題日益彰顯,尋求能源利用效率高的燃燒器成為科學(xué)家們努力的方向,有著多重優(yōu)點(diǎn)的微尺度燃燒獲得了全球各國(guó)科研工作者的廣泛關(guān)注。微尺度燃燒是燃料在微小空間產(chǎn)生燃燒的反應(yīng)。微尺度燃燒涉及到多個(gè)學(xué)科,其中包括傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等。微尺度燃燒與常規(guī)空間尺度的燃燒相比,它的穩(wěn)定性、燃燒效率、熱量損失等燃燒特性有著明顯的優(yōu)勢(shì)。本文運(yùn)用數(shù)值模擬的方法對(duì)甲烷微燃燒器的工作狀況及各方面性能進(jìn)行了深入研究,分析了甲烷燃燒時(shí),燃燒室內(nèi)的場(chǎng)協(xié)同度,并且運(yùn)用多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)理論對(duì)燃燒室以及燃燒器的角度進(jìn)行了全面的優(yōu)化設(shè)計(jì),為微燃燒器的研究提供了參考依據(jù)。論文主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)建立了甲烷階梯型微燃燒器的燃燒數(shù)學(xué)模型,對(duì)不同入口速度,不同壁面材料以及不同燃燒器構(gòu)造下微燃燒器的燃燒狀態(tài)進(jìn)行了模擬與分析,揭示了微燃燒器甲烷的燃燒特性與規(guī)律。(2)采用多場(chǎng)協(xié)同原理對(duì)微燃燒器進(jìn)行了多場(chǎng)協(xié)同分析,揭示了速度矢量場(chǎng)與溫度梯度場(chǎng)間的協(xié)同性最佳時(shí),微燃燒器通道內(nèi)的溫度分布,獲得了不同入口速度及不同過量空氣系數(shù)對(duì)燃燒室與微燃燒器壁面溫度的影響規(guī)律。(3)利用多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化理論,以微燃燒器的燃燒室內(nèi)腔長(zhǎng)度以及微燃燒器出入口的階梯角度為目標(biāo)函數(shù)建立了優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,并運(yùn)用自適應(yīng)混沌優(yōu)化算法對(duì)多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)權(quán)值因子進(jìn)行了最優(yōu)解析。結(jié)果表明,優(yōu)化后的微燃燒器的燃燒性能得到了改善。
【關(guān)鍵詞】：微燃燒器 數(shù)值模擬 多場(chǎng)協(xié)同機(jī)理 多學(xué)科優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK16
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 微尺度燃燒器類型10-15
• 1.2.1 管道型微燃燒器10-12
• 1.2.2 環(huán)形微燃燒器12-13
• 1.2.3 通道內(nèi)催化微燃燒器13-15
• 1.3 甲烷微尺度燃燒的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 燃燒機(jī)理及結(jié)構(gòu)造型研究15
• 1.3.2 燃燒停留期研究15-16
• 1.3.3 散熱損失研究16-17
• 1.4 論文主要內(nèi)容與框架17-19
• 第2章 甲烷微燃燒器預(yù)混燃燒數(shù)值模擬研究19-34
• 2.1 甲烷微燃燒理論基礎(chǔ)19-25
• 2.1.1 物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)及反應(yīng)模型19-21
• 2.1.2 微燃燒數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.1.3 反應(yīng)速率模型23-25
• 2.2 甲烷微燃燒器幾何模型及有限元模型25-27
• 2.2.1 幾何模型25
• 2.2.2 FLUENT有限元流體區(qū)域劃分25-26
• 2.2.3 網(wǎng)格及邊界條件26-27
• 2.3 甲烷微燃燒器燃燒結(jié)果及分析27-33
• 2.3.1 微燃燒器結(jié)構(gòu)的影響27-29
• 2.3.2 壁面材料的影響29-30
• 2.3.3 入口速度的影響30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 甲烷微燃燒傳熱多場(chǎng)協(xié)同數(shù)值模擬研究34-44
• 3.1 對(duì)流傳熱物理機(jī)制34-36
• 3.2 對(duì)流傳熱多場(chǎng)協(xié)同理論36-37
• 3.2.1 場(chǎng)協(xié)同理論36-37
• 3.2.2 場(chǎng)協(xié)同數(shù)37
• 3.3 甲烷微燃燒燃燒室場(chǎng)協(xié)同分析37-38
• 3.3.1 燃燒室網(wǎng)格模型37-38
• 3.3.2 邊界條件與初始條件38
• 3.4 多場(chǎng)協(xié)同影響分析38-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 甲烷微燃燒器燃燒傳熱多學(xué)科優(yōu)化44-52
• 4.1 多學(xué)科優(yōu)化44-45
• 4.2 甲烷微燃燒器多學(xué)科優(yōu)化45-47
• 4.2.1 甲烷微燃燒器多學(xué)科優(yōu)化數(shù)學(xué)模型45
• 4.2.2 甲烷微燃燒器多目標(biāo)函數(shù)的建立和求解45-47
• 4.3 自適應(yīng)混沌優(yōu)化算法47-48
• 4.4 甲烷微燃燒器多學(xué)科優(yōu)化流程結(jié)果48-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 總結(jié)與展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文和參與課題59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：529014