內燃機的出現(xiàn)極大的豐富了人們的出行生活,被廣泛的應用到生活的各個方面,它給人們帶來便利的同時也產生了很多的環(huán)境問題。尤其是當代石油、天然氣等能源被不斷的消耗,人們越來越關注能源節(jié)約和環(huán)境保護的問題。研究發(fā)現(xiàn)柴油機的電控高壓共軌系統(tǒng)對柴油機噴油參數(shù)的控制非常的靈活,它可以使柴油機在一個工作循環(huán)中實現(xiàn)預噴的兩次噴油或者更多次的噴油。這種多次噴油策略可以更好的組織缸內的氣流運動進而改善柴油機的燃燒過程,提高柴油機的性能,尤其是控制氮氧化物和碳煙排放方面。因此通過數(shù)值模擬的方法對多次噴射策略進行研究具有很大的現(xiàn)實意義。本文以某高壓共軌直噴式柴油機為研究對象,通過計算流體力學（CFD）軟件FLUENT對柴油機的單次噴射進行了數(shù)值模擬。研究了預噴-主噴的多次噴射策略對缸內燃燒及排放的影響,最后選用優(yōu)化方法探究了匹配較好的多次噴射策略組合。具體研究內容如下:1.根據(jù)柴油機的結構參數(shù)運用Design Modeler建模軟件建立簡化燃燒室模型,再運用Meshing軟件對燃燒室模型進行了網(wǎng)格的劃分,生成計算所需的動網(wǎng)格模型,對柴油機模型進行燃燒模擬,將得出的缸壓曲線與實際缸壓曲線進行對比分析,驗證所用模型... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 多次噴射技術介紹及其研究現(xiàn)狀
        1.2.1 多次噴射技術
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容
2 柴油機燃燒過程中數(shù)值模擬理論基礎
    2.1 基本控制方程
        2.1.1 質量守恒方程
        2.1.2 能量守恒方程
        2.1.3 動量守恒方程
        2.1.4 組分守恒方程
    2.2 湍流模型
    2.3 噴霧模型
    2.4 燃燒模型
        2.4.1 有限速率模型
        2.4.2 渦團耗散模型
        2.4.3 混合模型
    2.5 排放物模型
        2.5.1 NOx生成模型
        2.5.2 碳煙生成模型
    2.6 流場數(shù)值計算常用方法
    2.7 網(wǎng)格介紹
    2.8 本章小結
3 柴油機缸內燃燒的數(shù)值模擬
    3.1 燃燒室模型的建立
    3.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 初始條件與邊界條件設置
        3.3.1 初始條件及邊界條件的設置
        3.3.2 循環(huán)噴油量的確定
    3.4 模型驗證
    3.5 本章小結
4 單次噴射結果分析及多次噴射數(shù)值模擬研究
    4.1 單次噴射燃燒分析
        4.1.1 缸內宏觀量分析
        4.1.2 缸內微觀量分析
    4.2 多次噴射模擬分析
        4.2.1 預噴射方案的制定
        4.2.2 不同預噴油量的模擬結果分析
        4.2.3 不同預噴射和主噴射間隔的模擬分析
    4.3 本章小結
5 柴油機預噴油策略優(yōu)化
    5.1 多目標優(yōu)化方法介紹
        5.1.1 常用的多目標進化算法
        5.1.2 數(shù)據(jù)挖掘方法介紹
        5.1.3 K-mean聚類分析算法
    5.2 多目標優(yōu)化過程
        5.2.1 設計變量范圍和目標函數(shù)要求
        5.2.2 拉丁超立方取樣
        5.2.3 建立Kriging代理模型
        5.2.4 基于NSGA-II優(yōu)化算法的尋優(yōu)
    5.3 數(shù)據(jù)挖掘
        5.3.1 總變差分析
        5.3.2 自組織映射(SOM)分析
    5.4 優(yōu)化結果展示
    5.5 本章小結
6 總結與展望
致謝
參考文獻
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]預噴射對柴油機不同燃燒室性能影響的試驗研究[J]. 周立迎,李石彪,葛明生,沈黎明,羅福強.  中國農機化學報. 2016(03)
[2]基于DOE的柴油機噴油系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化研究[J]. 胡磊,石君明,孫躍東,周萍,張振東.  合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2015(06)
[3]預噴對柴油機低溫燃燒影響的試驗研究[J]. 張全長,張朋輝,鄭尊清,徐佳.  內燃機工程. 2014(02)
[4]分段噴射對柴油機噪聲與排放影響的試驗和模擬分析[J]. 石秀勇,喬信起,倪計民,鄭媛媛.  上海交通大學學報. 2010(11)
[5]多次噴射參數(shù)對直噴式柴油機排放性能影響研究[J]. 徐洪軍,邵利民,常漢寶.  小型內燃機與摩托車. 2009(04)
[6]車用柴油機排放控制現(xiàn)狀與技術進展[J]. 杜愎剛,朱會田,許力.  內燃機工程. 2004(03)

博士論文
[1]2.0TCI高速直噴柴油機混合氣形成及燃燒過程控制[D]. 袁方恩.吉林大學 2013

碩士論文
[1]某柴油機燃燒室結構與噴油參數(shù)的多目標優(yōu)化及分析[D]. 陳永燕.重慶理工大學 2017
[2]高壓噴射對輕型柴油機噴霧、燃燒及排放的影響[D]. 侯玉晶.吉林大學 2016
[3]某柴油發(fā)動機缸內流場和燃燒的數(shù)值模擬分析[D]. 段孟華.重慶理工大學 2016
[4]燃油噴射參數(shù)對共軌柴油機排放性能的影響規(guī)律研究[D]. 閆鵬斌.遼寧工業(yè)大學 2016
[5]柴油機燃燒室及噴油系統(tǒng)多參數(shù)優(yōu)化匹配研究[D]. 徐丹.北京理工大學 2015
[6]柴油機缸內燃燒數(shù)值模擬研究[D]. 潘翠麗.中北大學 2015
[7]柴油機燃油分段噴射對缸內燃燒的影響及匹配研究[D]. 孫建國.北京理工大學 2015
[8]基于遺傳算法的柴油機工作過程模擬及性能優(yōu)化[D]. 紀雷.重慶交通大學 2014
[9]噴油正時及EGR對柴油機性能影響的CFD研究[D]. 蘇強.西南交通大學 2014
[10]柴油機燃油噴射霧化特性及其影響因素分析的理論研究[D]. 李營.南京理工大學 2014



本文編號：3711740