本文以超臨界工況下正十二烷的噴霧及燃燒過程為研究對(duì)象,進(jìn)行了建模、驗(yàn)證和數(shù)值計(jì)算分析,研究了不同的湍流模型和真實(shí)氣體狀態(tài)方程對(duì)超臨界噴霧特性的影響規(guī)律,并探究了不同的湍流模型下超臨界工況的燃燒特性。分別運(yùn)用RANS（Reynolds-Averaged Navier-Stokes）和LES（Large Eddy Simulation）湍流模型耦合KH-RT模型,對(duì)正十二烷的超臨界噴霧進(jìn)行了數(shù)值模擬,從噴霧貫穿距、噴霧中心軸線上的速度、湍動(dòng)能、湍流粘度確定了適合模擬的最小網(wǎng)格;基于LES模擬的超臨界噴霧圖像和實(shí)驗(yàn)更匹配,表明LES模擬的結(jié)果要優(yōu)于RANS。從溫度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、密度分布研究發(fā)現(xiàn),溫度與噴霧軸向和徑向距離變化成正比,質(zhì)量分?jǐn)?shù)和密度與噴霧軸向和徑向距離變化成反比;超臨界霧化存在液核、氣液共存、氣態(tài)三個(gè)區(qū)域;探究了真實(shí)氣體狀態(tài)方程PR、RK的適用性,發(fā)現(xiàn)PR適用性要優(yōu)于RK。與二甲醚燃料進(jìn)行對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)正十二烷的噴霧貫穿距、噴霧錐角小于二甲醚,液相貫穿距大于二甲醚,噴霧尖端的推進(jìn)速率都經(jīng)歷了快速增加到峰值后又急速減小,最終達(dá)到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的過程,但正十二烷噴霧尖端推進(jìn)速率變化要弱于二甲... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 超臨界噴霧及燃燒數(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 KH-RT模型
    2.3 SAGE燃燒模型
    2.4 真實(shí)氣體狀態(tài)方程
        2.4.1 RK方程
        2.4.2 PR方程
    2.5 本章小結(jié)
第3章 正十二烷超臨界噴霧數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值模擬計(jì)算軟件及后處理軟件的介紹
    3.2 模型的建立和驗(yàn)證
        3.2.1 正十二烷超臨界噴霧模型的建立
        3.2.2 模型的驗(yàn)證
    3.3 本章小結(jié)
第4章 正十二烷超臨界噴霧結(jié)果及分析
    4.1 基于RANS和 LES模擬的結(jié)果對(duì)比分析
        4.1.1 溫度分布
        4.1.2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布
        4.1.3 密度分布
    4.2 超臨界工況下正十二烷和二甲醚的噴霧特性對(duì)比分析
        4.2.1 貫穿距
        4.2.2 噴霧錐角
        4.2.3 噴霧尖端的推進(jìn)速率
    4.3 壓力和溫度對(duì)正十二烷超臨界噴霧的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 超臨界正十二烷燃燒結(jié)果及分析
    5.1 滯燃期
        5.1.1 環(huán)境溫度對(duì)滯燃期的影響
        5.1.2 環(huán)境氧濃度對(duì)滯燃期的影響
    5.2 著火位置
        5.2.1 環(huán)境溫度對(duì)著火位置的影響
        5.2.2 環(huán)境氧濃度對(duì)著火位置的影響
    5.3 不同湍流模型模擬下燃燒結(jié)果的對(duì)比分析
    5.4 本章小節(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
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[6]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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碩士論文
[1]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
[2]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
[3]二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)HCCI燃燒與排放研究[D]. 徐凱.西華大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3358126