陈仲山
,
解茂昭
,
刘宏升
,
贾明
,
刘红
工程热物理学报
建立了用于过滤燃烧数值模拟的大孔穴多孔介质3-D均质网络模型.利用该模型研究了四组不同参数多孔介质内压力梯度与渗流速度之间的变化规律.数值模拟与实验结果吻合得很好.数值计算表明:相对于孔隙率,孔径亦即渗透率对压力梯度的影响更为显著;入口效应仅局限在距入口界面2～3个单元长度内,几何参数和渗流速度对其影响可以忽略;多孔介质的存在抑制了湍动能的发展,在受入口效应影响的区域,湍动能衰减得比较剧烈,之后变化趋缓,最终与耗散率形成动态平衡.
关键词:
大孔穴多孔介质
,
3-D均质网络模型
,
入口效应
于静
,
刘红
,
解茂昭
,
王德庆
工程热物理学报
应用欧拉-欧拉双流体模型,与动网格技术相耦合数值分析往复搅拌流场中气体射流两相流的流动特性及气泡在往复流场内的分布规律。通过调整过程中吹气头的往复运动频率、气体射流速度来分析这些因素对于气泡分布和流场流动特性的影响。数值模拟结果表明,往复搅拌流场中气体射流两相流呈现与搅拌频率一致的周期性,气泡分布随吹气头位置的移动呈螺旋上升规律。
关键词:
两相流
,
欧拉-欧拉双流体模型
,
射流
,
数值模拟
,
气泡分布
宋会玲
,
解茂昭
,
刘红
,
王德庆
工程热物理学报
用"准三维"数值模拟方法研究吹气发泡法制备泡沫铝的过程中,单个气泡在铝熔液搅拌流场中的运动与变形.液体流场采用多重参考系法进行三维模拟,对气泡运动的二维模拟则在三维流场中的一个通过搅拌轴的特征平面上进行.这样既能捕获气泡在搅拌流场中运动的基本特征,又能大大降低计算成本.应用VOF方法对气液两相之间的界面进行追踪.通过改变过程中的转速,气泡初始速度、位置和尺寸.以及表面张力和液体粘度,分析了这些因素对于气泡运动与变形的影响.
关键词:
气液两相流
,
搅拌箱
,
多重参考系
,
单个气泡
,
VOF
周磊
,
解茂昭
,
赵治国
,
史俊瑞
工程热物理学报
回热式发动机利用多孔介质回热器在气缸中的往复运动,实现气固之间的热交换,促进均匀混合气的形成,从而实现均质和稳定的燃烧.本文利用改进的KIVA-3V程序对Ferrenberg所提出的回热式发动机模型进行了二维数值模拟.发动机以甲烷为燃料,采用了详细的反应机理.通过数值计算讨论了两个主要的工况参数,孔隙率和燃料喷射量对发动机燃烧温度的影响.计算模拟表明,多孔介质的孔隙率越大,甲烷的喷射量越多,气缸内的高温区域也最大.
关键词:
回热式发动机
,
多孔介质
,
KIVA-3V
,
数值模拟
史俊瑞
,
解茂昭
工程热物理学报
研究多孔介质内往复流动下的超绝热燃烧.一维模型包括气体输运、多孔介质固体的辐射、导热和气固两相间的对流换热.通过数值计算研究超绝热燃烧的形成、以及弥散效应、当量比和多孔介质材料本身对超绝热燃烧特性的影响.计算结果的有效性通过实验进行了验证并取得了相同的趋势.结果表明,组分弥散效应对气体温度分布和反应热影响很小;同一工况下,不考虑气体混合物的热弥散效应,会导致过高的气体温度计算值.同时,计算结果表明小孔径的多孔介质更有利于贫可燃极限的扩展,对30 ppi的多孔介质燃烧器,得到了当量比为0.092的可燃极限.
关键词:
多孔介质
,
弥散效应
,
往复
,
超绝热燃烧
常亚超
,
贾明
,
刘耀东
,
李耀鹏
,
解茂昭
,
尹洪超
工程热物理学报
本文构建了一个包含正癸烷、异辛烷、甲苯和甲基环己烷的柴油表征燃料模型.基于解耦法构建了一个包含70种组分和193个反应的柴油表征燃料的骨架机理.在解耦法中,骨架机理被分为两部分:一部分是极其简化的C2-Cn机理,用于预测燃料的滞燃期和消耗;另一部分为详细的H2/CO/Ct机理,用于预测火焰速度和熄火极限,以及碳氢和一氧化碳的排放.通过与激波管中的滞燃期、搅拌反应器(JSR)中的组分浓度、层流火焰速度以及预混压燃(PCCI)发动机中的燃烧和排放的实验数据对比,发现机理较好地预测了柴油的着火、燃烧和排放特性.
关键词:
解耦法
,
柴油表征燃料
,
骨架机理
刘耀东
,
解茂昭
,
贾明
,
庞斌
工程热物理学报
本文构建了一个适用于HCCI燃烧的PRF化学反应动力学骨架机理。该机理包含40种组分和65个反应。通过与激波管、喷射搅拌反应器、流动反应器和HCCI发动机的实验数据对比表明,新机理适用于多种反应器,可以较准确地计算着火点及关键组分的演变规律,并且在不同的温度、压力和当量比下具有较好的性能。在HCCI发动机的单区模型计算中,对于燃料PRF 91.8和PRF 70,骨架机理计算结果与Curran等人的详细机理计算结果基本相同。
关键词:
基础燃料(PRF)
,
化学动力学模型
,
骨架机理
,
HCCI
贾明
,
解茂昭
,
周磊
,
刘红
工程热物理学报
非结构化自适应列表法(ISAT)方法以其高效、误差可控的突出优点在最近的使用详细反应动力学的燃烧计算中得到了广泛的应用.本文通过对ISAI,基本原理的分析,讨论了ISAT存在的间题及改进的方法.在配对混合搅拌反应器(PMSR)和均质压燃(HCCI)发动机中,利用ISAZ,对不同的改进方案进行了计算比较,讨论了影响ISAT方法性能,如计算时间、内存占用和误差控制等方面的因素.结果表明逆向搜索方法可以显著提高ISAT的加速比,动态存储库方法可以大大降低内存的占用量.
关键词:
化学动力学模型
,
存储/提取法
,
非结构化自适应列表法
,
配对混合搅拌反应器
,
均质压燃发动机
史俊瑞
,
徐有宁
,
解茂昭
,
薛治家
,
马金凤
,
刘吉堂
工程热物理学报
通过二维双温模型研究过滤燃烧火焰锋面倾斜的演化规律。给定初始倾斜角度（8°）,甲烷/空气在当量比为0.2～0.5,流速为0.4～1.2 m/s的范围内,研究倾斜火焰锋面的演变。结果表明,在流速较大时,火焰锋面演化类似于S形的火焰;在流速较小时,火焰锋面演化为特征火焰。分析表明,形成以上火焰的原因是由于初始倾斜火焰在燃烧器中径向不同位置的传播速度不同。数值计算捕捉到了倾斜火焰发展的基本形态。
关键词:
多孔介质
,
倾斜火焰
,
过滤燃烧
,
数值研究
刘宏升
,
解茂昭
工程热物理学报
本文通过自行研制的多孔介质燃烧实验系统,研究了液体燃料在热多孔介质中的燃烧可行性及其燃烧特性.燃烧系统包括燃烧室、供气系统、供油系统和测量系统等,该系统分别以气体和液体作为燃料,先通过多孔介质内的预混合燃烧对多孔介质固相进行预热,然后喷入液体燃料,实现燃烧,实验证实了液体燃料在热多孔介质内汽化及自维持燃烧的可行性,并讨论了空气量和喷油量等对燃烧室温度的影响.
关键词:
多孔介质
,
实验系统
,
自维持燃烧
