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基于周期分層湍流燃燒的直噴汽油機計算

試驗研究了影響“空氣流”和“噴霧運動”燃燒的不穩(wěn)定性因素。試驗發(fā)動機為對燃燒循環(huán)變動而其它變化因素固定的發(fā)動機，使用仿真模型仿真每個周期。數(shù)據(jù)來源為連續(xù)10個周期的分層湍流燃燒循環(huán)變動，基于多層次形成的隨機可壓縮納維-斯托克斯方程和噴霧模型模擬直噴式汽油機。計算結(jié)果與平均周期數(shù)值一致性相當好，而循環(huán)變動計算的試驗數(shù)據(jù)與模擬值對比來自試驗結(jié)果。因此，目前的計算模型將顯示生成的要素周期性變化，這是在稀燃不穩(wěn)定條件下可提供控制燃燒的一種有效方法。

產(chǎn)生燃燒循環(huán)變動的一個因素是空氣流動，這與在進氣管的進氣過程入口隨機擾動有關。該計算模型利用非線性隨機斯托克斯化學反應方程模擬進口的隨機流場。在流體的斯托克斯方程基礎上開發(fā)的模型用來預測直噴汽油機分層燃燒情況。計算了空氣流動和湍流燃燒在連續(xù)循環(huán)中所占的比例。此外，該模型還能模擬噴霧運動的微小波動。模擬仿真表明，通過燃油噴霧波動產(chǎn)生的不穩(wěn)定性水平與那些通過空氣流循環(huán)變化的比較，噴射時間和燃油噴射量可以被人為改變，以提高循環(huán)過程中的燃燒效率；該計算模型適用于分析循環(huán)變化，但該循環(huán)變化的計算水平應比相應的試驗數(shù)據(jù)更加詳細。

刊名：Journal of Thermal Science and Technology（英）

刊期：2013年第8期

作者：Shinmura Nobuhiro

編譯：袁建昆