柴油/汽油混合燃料喷雾燃烧数值模拟开题报告
2020-02-20 09:02
1. 研究目的与意义（文献综述）
随着对能源危机、环境恶化等诸多问题的重视，内燃机的应用也面临着巨大挑战，这迫使人们不断寻求新的途径。综合来看，基本分为发展电动汽车和寻找替代燃料两大类。电动汽车的发展受到电池储电量和充电时间等技术方面的限制，从目前的情况看，短时间内难以取得突破而撼动汽油、柴油的绝对统治地位。
目前，在中国国内，汽油机占用了车用动力市场的大部分份额。传统汽油机的热效率较低，传统柴油机的污染排放问题难以解决。与汽油机相比，柴油机经济性和动力性好，但存在混合气混合不均的情况，混合气的不均匀导致燃烧过程局部高温区和局部过浓区存在[1]，造成nox和碳烟排放较多。在柴油中加入一定比例的汽油后，辛烷值增加，油气混合质量提高，燃烧更完全[2][3][4][5]。在其他学者的研究中得知，燃油的喷雾混合是燃烧的重要边界条件之一[6][7][8]，柴油机的喷射特性直接影响着柴油机的燃烧[2][5][9][10][11]。因此，弄清喷油雾化机理，研究喷射特性，探明喷雾与空气的混合过程，对于合理组织燃烧、提高柴油机性能，改善排放都至关重要[2][6]。而作为一种新型的内燃机燃料燃烧方式，汽柴油混合燃料近年来受到越来越多的关注，其具有滞燃期长，挥发性好的优点，同时可以有效的同时减少碳烟和nox的生成[4]，因此具有很大的潜力与发展空间。对汽油-柴油混合燃料的喷雾燃烧数值进行模拟，有利于找到合理的汽油-柴油混合比例及其喷雾特性参数，是提高发动机热效率、经济效率与降低污染排放的重要参考，对这种新型的燃烧方式的应用有着重要的意义。
针对汽油-柴油混合燃料的喷雾燃烧数值模拟，国内外学者已经做过了大量的工作[12][13][14]。其中普遍使用的软件有cone喷嘴、avl fire等[6][15]，并且使用定容燃烧弹、高速纹影系统、高速相机和阴影仪等设备[16][17]，对汽油、柴油及其混合燃料的喷雾特性参数与燃烧特性参数进行了模拟与实验[18][19][20][21]，得到了混合比例、背景温度 、喷油压力对喷雾距离、喷雾锥角、着火位置等参数的影响规律[22][23][24][25]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究（设计）的基本内容
此次研究围绕汽油-柴油混合燃料的喷雾燃烧，参考《内燃机学》、《燃烧学导论》等专业书籍，使用avl fire软件，建立内燃机燃烧室模型，对汽油-柴油混合燃料在定容弹内的喷雾燃烧过程进行模拟，并将得到的结果和现有实验结果相比较，以此来验证模型的可靠性。本次研究在充分假设的基础上对现有的复杂现象进行简化，最终模拟计算出混合比例、背景温度 、喷油压力对喷雾距离、喷雾锥角、着火位置等参数的影响规律。
2.2 研究（设计）的目标
3. 研究计划与安排
| 周 次【2019】 | 工 作 内 容 |
| 毕业实习周 （2019.1.6~ 1.18） | 赴校外实习、搜集设计资料，并提交实习日记、实习报告。 |
| 毕业设计预备周 （2019.1.3-2019.1.18） | 确定指导教师人选，对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选题志愿、校内搜集资料、消化资料。 |
| 1~ 2 （2.18~3.1） | 学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。 |
| 3~ 4 （3.4 ~ 3.15） | 进行外文翻译，并提交外文翻译译文。 |
| 5~ 6（3.18~ 3.29） | 设计类，下达绘图任务，开始绘图。 研究类，制定试验方案或下达编程任务，开始试验及编程。 |
| 7~ 8（4.1~ 4.12） | 继续完成绘图、试验或编程任务； 撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）。 |
| 9 ~ 11（4.15~ 4.26） | 完成绘图、试验或编程； 完善毕业设计说明书、毕业论文； |
| 12（4.29~ 5.10） | 网上提交毕业设计说明书、毕业论文、绘图等附件材料； 提交答辩申请。 |
| 13~14（5.13~ 5.24） | 教师审阅毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）和（图纸），审查确定学生答辩资格并予以公示。 |
| 15（5.27～5.31） | 根据评阅意见修改毕业设计说明书、毕业论文，并网上提交；准备答辩PPT。 |
| 16（6.3~ 6.7） | 毕业设计答辩。 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1]汪洋,苏万华,谢辉,高海洋,杨洪敏.柴油/汽油双燃料发动机粗暴现象的发生机理及控制措施[j].内燃机学报,2002(02):188-191.
[2]朱文曼. 汽油/柴油混合燃料特性对柴油机低温燃烧影响的数值模拟研究[d].天津大学,2014.
[3]马帅营. 汽油/柴油双燃料高预混合低温燃烧技术应用基础研究[d].天津大学,2013.
