缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚鋽?shù)值模擬研究.pdf

1、隨著缸內(nèi)直噴技術(shù)的成熟，把天然氣和缸內(nèi)直噴技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)成為一種新技術(shù)途徑，缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)既可提高燃料經(jīng)濟(jì)性和輸出功率，又可避免缸內(nèi)直噴汽油機(jī)形成的碳煙排放問(wèn)題。對(duì)于直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)而言，燃料的噴射及其與空氣的混合被認(rèn)為是最重要的過(guò)程。開(kāi)展缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚鋽?shù)值模擬研究有助于發(fā)展缸內(nèi)氣體燃料噴射模型，有助于深入理解直噴天然氣噴射及混合過(guò)程，同時(shí)也為進(jìn)一步研究缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程或者缸內(nèi)直噴雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的數(shù)值模

2、擬研究奠定基礎(chǔ)。
　　本文采用開(kāi)源CFD程序KIVA-3V對(duì)缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚溥M(jìn)行數(shù)值模擬研究。首先，對(duì)現(xiàn)象學(xué)子模型與多維流動(dòng)模型混合模擬方法進(jìn)行了研究。其次，基于KIVA-3V實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)象學(xué)子模型與多維流動(dòng)模型混合模擬方法，并進(jìn)一步建立及驗(yàn)證了缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚浞抡婺Ｐ汀Ｔ谇笆龉ぷ鞯幕A(chǔ)上，對(duì)缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬娚溥M(jìn)行數(shù)值求解，研究了天然氣射流發(fā)展特性，并深入分析了主要的缸內(nèi)流場(chǎng)參數(shù)以及噴射參數(shù)對(duì)噴射混合

3、過(guò)程的影響。
　　通過(guò)論文的工作，開(kāi)發(fā)了基于KIVA-3V的現(xiàn)象學(xué)模型子程序，建立了現(xiàn)象學(xué)與多維流動(dòng)混合模型，揭示了定容室內(nèi)、單孔噴射和多孔噴射3種情形下天然氣射流發(fā)展過(guò)程動(dòng)態(tài)特性，以及關(guān)鍵的缸內(nèi)流場(chǎng)參數(shù)和噴射參數(shù)對(duì)天然氣噴射的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，混合模型能準(zhǔn)確模擬亞音速和超音速兩種流動(dòng)狀態(tài)下的氣體射流;定容室內(nèi)、單孔噴射和多孔噴射時(shí)，CH4濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)、湍動(dòng)能場(chǎng)、壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)的變化規(guī)律既有共同點(diǎn)又有明顯差異;缸內(nèi)壓力、渦流比