LPG发动机机理简化及其适用性的计算与分析

应用速率敏感度分析法,将LPG发动机复杂的燃烧过程中产生的154种组分进行简化得到22种核心组分,692个反应简化到23个核心反应。应用简化与详细机理对层流火焰传播速度和10种重要组分浓度随时问的变化进行计算对比,并对一4缸LPG发动机的着火延时进行了计算和分析。结果表明在过量空气系数大于1．2的稀燃条件下,应用简化机理对LPG燃烧进行模拟具有较高的精度,完全可以替代详细机理。     

一个适用于甲醇—参比燃料混合燃料的简化反应机理

对参比燃料、甲醇及甲醇—参比燃料混合燃料的主要反应历程进行了分析,利用详细反应机理研究了甲醇—参比燃料混合燃料燃烧时基元反应的相互影响特性。采用集总反应法构建了一个包含45种物质、75个反应的甲醇—参比燃料混合燃料简化反应机理,并利用激波管试验、流反应器试验、详细机理计算结果和HCCI发动机试验对该简化机理进行验证。结果表明,简化机理计算结果与试验结果及详细机理计算结果能够很好地吻合。     

乙醇燃烧过程中氧和氮的迁移历程分析

在乙醇详细化学反应机理的基础上,添加了NOx的详细机理,得到包含64种组分和388个基元反应的乙醇机理。运用Chemkin-Pro软件中的零维单区内燃机HCCI燃烧模型,计算了乙醇燃烧过程中各基元反应的反应速率(ROP)系数,确定了影响各中间产物生成的主要基元反应方程式。通过ROP分析,阐明了乙醇燃烧过程中,燃料中的氧,空气中的氧、氮的迁移演变历程,对主要中间产物的前躯体物质进行了分析。研究结果表明:乙醇及其燃烧过程中产生的中间产物促进了HCO,H,C2H3的生成,形成了能促进NOx生成的重要前躯体物质OH和O,导致NOx排放偏高。     

生物柴油燃烧过程中氧、氮元素的迁移历程分析

在丁酸甲酯化学反应机理的基础上,添加了详细的NOx生成机理,得到包含214种物质和1 241个基元反应方程式的生物柴油机理.运用均质零维反应器模型,计算了燃烧过程中各基元反应的ROP(Rate of production,ROP)系数,确定了影响各中间产物生成的主要基元反应方程式.通过ROP分析,阐明了生物柴油燃烧过程...     

双柱式高墩桥梁地震响应结构参数影响分析

以西南山区高速公路常用的双柱式高墩桥梁为研究对象,建立了考虑支座与上下部结构耦联的空间动力分析模型,通过大量分析计算,分则详细讨论了墩高变化、桩土作用、单联与多联模型、单联不同跨数、单联与单墩模型以及地形条件等参数对地震响应结果的影响程度与规律.结果表明:桩底简化固结模型可以适用于常规设计;单联模型可用于纵向地震反应分...     

中重型汽车车架结构强度有限元建模与分析方法研究

考虑某中重型汽车整车状态下车架各部件间的接触、限位、运动学关系,应用ABAQUS软件建立了以车架模型为主体的整车计算模型,进行了三维有限元静强度计算分析.计算结果与试验结果的对比表明,模型计算值与试验应力值趋势吻合.在完备系统模型基础上进行了简化计算分析,简化分析结果与系统分析结果趋势一致,从而验证了该简化模型的正确性.     

基于碳烟粒径分布预测的柴油燃烧机理构建与氧含量影响研究

为预测柴油机碳烟排放的粒径分布，选用90%摩尔分数的正庚烷和10%摩尔分数的甲苯作为柴油替代物，分别构建气相动力学机理和表面动力学机理，并将二者耦合，构建成柴油替代物机理（简称HTS机理），将HTS机理结合矩量法数值模型进行了机理验证，并通过改变进气发动机进气氧的体积分数，进一步研究了氧浓度对碳烟粒径分布的影响。研究结果表明，在滞燃期、层流火焰速度、预混火焰关键组分、预混火焰碳烟粒径分布、柴油机缸压与放热率以及柴油机排放物生成等方面，应用HTS机理计算的模拟值与试验值基本一致。使用HTS机理研究氧浓度对碳烟粒径分布的影响表明：随着氧浓度的增加，碳烟颗粒平均数密度降低、数密度峰值减小、数密度峰值对应的颗粒物直径增大；且小粒径（直径0～50 nm）碳烟的数密度随之降低。     

EGR对柴油机的燃烧、关键反应组分和排放的影响

采用CFD技术建立了某柴油发动机及其燃烧的模型。利用该模型算得的缸内压力曲线与参考文献的试验结果较为吻合,验证了模型的正确性;接着对该模型进行模拟,分析了EGR对发动机燃烧过程、关键中间反应组分(H、N、OH与O)的变化以及NO和Soot生成的影响。     

异辛烷HCCI发动机燃烧特性的大涡数值模拟

通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,并与化学动力学程序CHEMKINⅢ相耦合,建立了异辛烷HCCI发动机燃烧过程的大涡模拟(LES)计算模型。利用此模型对异辛烷HCCI发动机的燃烧特性进行了详细分析。发动机以异辛烷为燃料,其化学反应采用了详细的动力学机理。结果表明:大涡模拟所得到的缸内压力变化趋势与试验基本吻合;采用LES模型计算时,缸内混合气燃烧区域以柱形向四周扩散,而采用k-ε模型计算时以球形向四周扩散。     

内燃机燃料化学动力学机理的研究进展

综述了国内外构建甲醇、乙醇、正庚烷(替代柴油)、异辛烷(替代汽油)、癸酸甲酯(替代生物柴油)等内燃机燃料详细化学动力学机理的研究进展.介绍了国际燃烧学界和反应动力学界对复杂反应体系的反应机理进行简化处理的主要方法,以及运用这些方法所取得的研究成果,比较分析了不同机理简化方法的理论基础和优缺点.鉴于代用燃料常采用掺烧方法...     

多跨连续梁桥纵桥向动力特性研究及其地震反应谱简化分析

根据多跨连续梁桥的主要结构特点,采用简化的模型来模拟纵桥向的地震动力反应.通过求解简化模型的动力方程,分析了质量比对连续梁桥纵桥向的动力特性的影响,并用能量法推导了低阶振型地震反应的近似公式.通过与有限元方法的比较,验证了采用几个低阶振型组合计算的反应谱方法的可行性.     

直喷式柴油机燃烧过程数值模拟研究

本文通过对直喷式柴油机燃烧过程的研究，提出了基于不同尺寸的单油滴蒸发、热力学和排放等子模型建立的直喷式柴油机燃烧过程的双区计算模型。文中给出的计算值与实验值的比较，证明了该模型的可行性和实用性。     

驳船-圆柱碰撞的修正半波正弦荷载模型

为建立考虑冲击效应的船撞实用荷载模型,建立6艘不同吨位驳船的有限元精细化模型,采用驳船撞击刚性圆柱模型,通过数值仿真得到252条不同速度和不同径宽比下的撞击力时程原始样本。通过对样本的观察与分析,提出采用修正半波正弦函数作为撞击力过程的近似荷载模型,并通过数理统计的方法确定具体模型参数,由此根据驳船吨位、撞击速度、撞击径宽比等因素直接确定撞击荷载曲线。基于简化模型推导过程,指出修正半波正弦荷载模型的3个误差来源,并以2座不同结构形式的桥梁为例进行动力反应计算分析。以驳船接触碰撞的动力响应为基准,分析简化荷载模型计算结果的准确性,并进一步讨论3个误差来源对荷载模型误差的贡献大小与误差机理。研究结果表明：模型参数取值的精度良好;2个算例的动力响应对比分析得出,提出的修正半波正弦荷载模型对于柔性及刚性的桥梁结构均有良好的整体计算精度,具有广泛的实际工程应用价值。     

二甲醚发动机HCCI燃烧的试验和数值模拟研究

结合详细化学反应动力学机理,采用单区模型计算了二甲醚发动机均质充量压缩燃烧过程中缸内压力、缸内温度、重要中间产物浓度、NOx 浓度等的变化,并将计算结果与试验结果进行了比较。结果表明,二甲醚均质充量压缩燃烧具有两阶段着火特性,着火时间、NOx 排放和缸内压力变化趋势预测准确。     

汽油机射流燃烧室的燃烧模拟计算

在介绍汽油机射流燃烧室过程的三区燃烧模型的基础上，与计算焰前氧化放热过程的简化化学动力学模型相结合，对射流燃烧室爆震进行了预测。通过燃烧模拟计算进一步证明了射流燃烧室的优越性，并为进一步研究燃烧过程提供了有效的工具。     

流固耦合与非流固耦合在深基坑模拟中的对比分析

在深基坑支护结构的设计与计算分析中,地下水的影响是一个极为重要的课题。现有的计算模型较为常用的为流固耦合模型和非流固耦合模型。以某基坑工程开挖与支护为研究对象,运用ABAQUS软件,分别用流固耦合与非流固耦合计算,分析了基坑开挖过程中的结构与土体变形特点,以及流固耦合模型中降水时的孔隙水压力变化情况。与不考虑水作用的非流固耦合模型相比,考虑水压力作用以及流动的流固耦合计算模型的土体与结构变形值趋势一致,但计算结果偏大,流固耦合模型能反映出基坑降水作用的机理与效果,因此应尽量采用流固耦合的方法进行计算与分析。     

铝合金轮毂门槛值试验数值模拟技术研究

介绍了铝合金轮毂门槛值的试验原理,利用有限元数值模拟技术建立了虚拟门槛试验模型,给出了模型的简化方法,并通过计算验证了简化模型的合理性.通过对铝合金轮毂门槛值数值模拟结果与试验结果的对比,验证了所建立的虚拟门槛试验系统的正确性,证明该系统可用于铝合金轮毂门槛值的预测.     

准均质充气压缩点火燃烧的模拟和试验研究

利用单区模型，结合详细化学反应动力学机理，模拟了DMM燃烧时的缸内压力和NO浓度及几种基团的浓度变化曲线；并将上述计算结果与试验结果进行了对比分析。结果表明该模拟能准确预测着火时间，并能合理预测缸内压力峰值和NO浓度变化趋势。利用该模型能指导优化发动机参数，更有效地组织发动机的燃烧过程。     

连续梁桥铅芯橡胶支座减隔震简化分析方法的研究

为研究利用反应谱法对桥梁减隔震设计进行简化分析的实用性,以某4跨铅芯橡胶支座隔震连续梁桥为背景,通过有限元软件建立全桥模型,对比简化的反应谱法与非线性动力时程分析的结果,对简化计算方法的精度进行了探究。结果表明,就规则桥梁而言,通过等效线性化的方式利用反应谱进行减隔震体系的抗震分析,其精度较高,概念简单明确,有一定的应用价值;考虑到简化分析结果较非线性时程分析普遍偏小,在设计估算中可能存在一定的隐患,建议对结果乘以1.1的安全系数,以满足设计要求。     

汽油车三效催化转化器内废气转化率的数值模拟

基于三效催化转化器内十三反应机理的反应速率方程以及气相和固相的质量平衡和能量平衡原理,建立了三效催化转化器的废气转化率数学模型,通过对其进行数值模拟,得到转化率随氧化还原比的变化情况,计算值与实验值吻合良好。研究对提高三效催化转化器转化率具有重要的参考价值。