內燃機數(shù)值模擬與優(yōu)化

目錄

前言
主要縮寫用詞
主要符號定義
第1章 緒論……1
1.1 汽車發(fā)動機的近期發(fā)展與未來展望……2
1.2 內燃機多維數(shù)值模擬的作用……9
參考文獻……14
第2章 內燃機燃燒的基本理論……19
2.1 熱力過程分析……19
2.2 汽油機的混合氣形成和燃燒……26
2.3 柴油機燃燒……35
2.4 先進的低溫燃燒概念……39
參考文獻……46
第3章 噴霧化學反應流體的數(shù)學描述……50
3.1 控制方程和噴霧方程……50
3.1.1 氣相控制方程……50
3.1.2 噴霧方程……52
3.2 數(shù)值計算方法……54
3.3 邊界條件……57
3.3.1 一般性描述……57
3.3.2 速度對數(shù)壁函數(shù)……59
3.3.3 溫度壁函數(shù)和壁面?zhèn)鳠帷?1
參考文獻……66
第4章 內燃機缸內湍流……69
4.1 往復式內燃機的湍流特性……69
4.1.1 缸內流動……69
4.1.2 湍流尺度……74
4.2 雷諾平均(RANS)方法和經(jīng)典k-ε模型……79
4.2.1 RANS方法……79
4.2.2 經(jīng)典k-ε模型……81
4.3 重整化群(RNG)k-ε模型……83
4.3.1 RNG方法……83
4.3.2 變密度流體RNGk-ε模型……85
4.3.3 RNGk-ε模型的其它變形……90
4.4 大渦模擬(LES)…… 91
4.4.1 LES方法和亞網(wǎng)格模型……91
4.4.2 內燃機模擬示例……96
參考文獻……104
第5章 燃油噴霧……110
5.1 一般性描述……110
5.1.1 多維噴霧模擬……110
5.1.2 噴霧的結構參數(shù)……113
5.2 燃油破碎霧化……116
5.2.1 燃油噴射的數(shù)值處理……116
5.2.2 液柱射流的破碎霧化……118
5.2.3 液膜的破碎霧化……122
5.3 油滴動力學……128
5.3.1 二次破碎……128
5.3.2 碰撞和聚合……131
5.3.3 運動阻力?變形和湍流擴散……134
5.4 燃油蒸發(fā)……135
5.4.1 單組分蒸發(fā)模型……135
5.4.2 多組分蒸發(fā)模型……139
5.5 噴霧碰壁現(xiàn)象……145
5.5.1 噴霧碰壁的形態(tài)……146
5.5.2 碰壁結果的模型……151
5.5.3 壁面油膜動力學與傳熱……160
參考文獻……170
第6章 燃燒與污染物生成……179
6.1 概述……179
6.2 特征時間模型……182
6.2.1 模型構建……182
6.2.2 柴油機燃燒模擬……184
6.3 小火焰面方法……188
6.3.1 水平集G方程……189
6.3.2 火花點燃發(fā)動機燃燒模擬……191
6.4 亞網(wǎng)格直接化學反應方法……194
6.4.1 方法描述……194
6.4.2 均質壓燃(HCCI)燃燒模擬……198
6.5 化學反應動力學機理及簡化……201
6.6 點火和著火模型……205
6.6.1 火花點燃……205
6.6.2 壓縮著火……207
6.7 氮氧化物和碳煙排放的生成模型……208
參考文獻……214
第7章 優(yōu)化直噴汽油機燃燒……222
7.1 先進的燃燒開發(fā)方法……222
7.1.1 模擬引導的方法……222
7.1.2 優(yōu)化算法概述……228
7.2 常用的內燃機計算流體力學程序和軟件……229
7.3 直噴汽油機的噴霧刻畫……231
7.4 壁面引導直噴系統(tǒng)的油氣混合……240
7.4.1 均勻混合氣的形成……240
7.4.2 分層混合氣的形成……248
7.5 燃油濕壁與碳煙及碳氫排放……254
7.6 噴霧引導直噴系統(tǒng)和增壓直噴系統(tǒng)的油氣混合……261
參考文獻……270
第8章 優(yōu)化柴油機和替代燃料發(fā)動機燃燒……275
8.1 直噴柴油機……275
8.1.1 降低排放的燃油多次噴射……275
8.1.2 螺旋氣道和燃燒室形狀……284
8.1.3 冷起動的排放……288
8.2 替代燃料發(fā)動機……293
8.2.1 火花點燃式天然氣發(fā)動機……295
8.2.2 天然氣-柴油雙燃料RCCI燃燒……301
8.2.3 生物柴油的燃燒與NOx排放……309
參考文獻……312