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基于PAC生长机制下的蒽转化苯并芘机理研究
1
作者 张韦 马珍珠 +3 位作者 陈朝辉 李泽宏 宁硕 毕克刚 《内燃机学报》 北大核心 2025年第1期79-87,共9页
基于密度泛函理论(DFT)和过渡态理论(TST),利用苯基加成环化(PAC)机制,对内燃机缸内的苯并芘生成历程进行探索.结果表明:蒽自由边和锯齿边与苯基的入口反应均表现出无能垒、高放热和速率快的特点.分析各路径限速步速率可知,蒽自由边C1... 基于密度泛函理论(DFT)和过渡态理论(TST),利用苯基加成环化(PAC)机制,对内燃机缸内的苯并芘生成历程进行探索.结果表明:蒽自由边和锯齿边与苯基的入口反应均表现出无能垒、高放热和速率快的特点.分析各路径限速步速率可知,蒽自由边C1位点比锯齿边C2位更易生成苯并芘,最优反应路径限速步能垒仅为176.2 kJ/mol,反应速率为3.7×10^(9) s^(-1).锯齿边C2位的两条主路径限速步为五元环转化成六元环的异构化反应,能垒分别高达417.2 kJ/mol和421.7 kJ/mol,反应速率分别为8.7×10^(4) s^(-1)和5.8×10^(4) s^(-1).此外,芳香环上H迁移反应的难度高于脂肪链上H迁移.该研究提供了苯并芘的PAC生成机理,这为构建苯并芘的化学动力学模型提供理论依据,对预测内燃机缸内的苯并芘生成具有重要意义. 展开更多
关键词 多环芳烃 苯基加成环化 蒽 苯并芘 密度泛函理论 过渡态理论
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基于灰色关联分析的柴油机气道结构参数对气道性能的影响
2
作者 包广元 张韦 +2 位作者 何超 王东鸽 李加强 《内燃机工程》 北大核心 2025年第3期79-87,共9页
为提升车用柴油机螺旋进气道的性能,通过灰色关联分析,系统研究了螺旋室高度、气道偏心距及气道偏转角对气道性能的影响规律。研究结果表明,气道结构参数按照对涡流比和进气量的影响权重由高到低排序依次为螺旋室高度、气道偏心距、气... 为提升车用柴油机螺旋进气道的性能,通过灰色关联分析,系统研究了螺旋室高度、气道偏心距及气道偏转角对气道性能的影响规律。研究结果表明,气道结构参数按照对涡流比和进气量的影响权重由高到低排序依次为螺旋室高度、气道偏心距、气道偏转角。当螺旋室高度为5.04 mm而气道偏心距为2.82 mm时,涡流比达到最大值2.102。当螺旋室高度为5.04 mm,气道偏转角为-5.2°时,进气量达到最大值0.715 g。通过多项式逼近算法,建立了涡流比模型和进气量模型。这两个模型在预测精度和拟合度方面表现优异,涡流比与进气量的均方根误差分别为0.04和0.05,拟合优度分别为0.95和0.93。 展开更多
关键词 柴油机 螺旋进气道 结构参数 灰色关联分析 多项式逼近算法
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柴油机唇口射流燃烧室对燃烧及排放特性的影响
3
作者 张韦 欧锦聪 +2 位作者 赵伟 陈朝辉 简文铎 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期499-507,共9页
为改善高压共轨直喷柴油机燃烧室内的油、气混合质量,提出了一种唇口射流结构燃烧室.通过计算流体动力学(CFD)仿真,探究了其油、气混合特性,分析了燃烧室结构和喷油参数对柴油机燃烧与排放的影响.结果表明:利用唇口射流原理可实现对燃... 为改善高压共轨直喷柴油机燃烧室内的油、气混合质量,提出了一种唇口射流结构燃烧室.通过计算流体动力学(CFD)仿真,探究了其油、气混合特性,分析了燃烧室结构和喷油参数对柴油机燃烧与排放的影响.结果表明:利用唇口射流原理可实现对燃烧室内部分燃油在射流唇口、射流唇背区域内分布的有效引导,形成燃烧室中心-射流唇口回流区-射流唇背回流区的内、中、外3层油、气混合,改善油、气混合质量;在转速为2000r/min、全负荷工况下,喷油夹角为80°时,凹曲面结构的回流区底面有利于喷雾扩散,在喷孔直径为0.12 mm的条件下,锥面结构的回流区底面能在回流区形成顺时针涡旋,有利于油束卷吸空气;与ω型燃烧室相比,在喷油夹角为80°、喷孔直径为0.12 mm时,采用圆柱状射流唇背和凹曲面状回流区底面结构的唇口射流燃烧室,可实现更均匀的油、气混合和更充分的燃烧,使NO_(x)与碳烟排放分别降低11.0%与32.4%. 展开更多
关键词 柴油机 唇口射流燃烧室 喷油夹角 喷孔直径 燃烧 排放
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柴油机醛类非常规污染物化学动力学机理构建
4
作者 张韦 庞晨晨 +1 位作者 陈朝辉 毕克刚 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期124-133,共10页
基于5种不同性质燃料燃烧机理,利用反应路径分析法对甲醛和乙醛的生成进行分析,构建包含43种组分、63步反应的醛类非常规污染物化学动力学机理(醛类机理),并对比该机理预测值与试验值.结果表明:该机理能较好地预测柴油机在较宽当量比范... 基于5种不同性质燃料燃烧机理,利用反应路径分析法对甲醛和乙醛的生成进行分析,构建包含43种组分、63步反应的醛类非常规污染物化学动力学机理(醛类机理),并对比该机理预测值与试验值.结果表明:该机理能较好地预测柴油机在较宽当量比范围内的着火延迟时间、层流火焰速度和重要组分生成,还能准确预测柴油机的甲醛和乙醛排放;适当增加柴油机的进气温度、提高进气压力、提前喷油时刻和缩短喷油持续期,可有效减少甲醛、乙醛排放,而增大EGR率会导致二者排放显著增加;对甲醛排放影响最大的因素是喷油提前角,EGR率则对乙醛的影响最大. 展开更多
关键词 柴油机 非常规污染物 醛类 化学动力学
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热真空环境下碱激发模拟月壤物相分布特征与固化反应机理研究 被引量：1
5
作者 姚羿舟 刘超 +1 位作者 刘化威 张韦 《土木工程学报》 北大核心 2025年第5期105-118,共14页
理解碱激发月壤的物相分布特征与固化反应机理是实现其作为月壤基建筑材料应用于月基建造的关键核心问题。本文制备了氢氧化钠基和硅酸钠基碱激发模拟月壤(AALRS, Alkali-activated lunar regolith simulant)净浆并在热真空环境下原位... 理解碱激发月壤的物相分布特征与固化反应机理是实现其作为月壤基建筑材料应用于月基建造的关键核心问题。本文制备了氢氧化钠基和硅酸钠基碱激发模拟月壤(AALRS, Alkali-activated lunar regolith simulant)净浆并在热真空环境下原位养护。通过扫描电镜(SEM)技术,结合降噪和聚类算法,开展背散射电子(BSE)和能量色散X射线光谱(EDS)图像分析以表征物相分布特征。并采用傅里叶红外光谱(FTIR)分析和压汞法(MIP)进一步表征微观结构演化。结果表明:硅酸钠基AALRS相比氢氧化钠基AALRS有更高的抗压强度,其7d抗压强度增加了20.88MPa。相比氢氧化钠基AALRS,硅酸钠基AALRS的孔隙率更低,但孔隙直径更大,大孔数量更多。孔隙甄别尺度达到亚毫米级。开发智能高效的EDS图像定量化分析方法,实现以专业知识驱动向以数据结构驱动的分析路径转变,进而提高物相识别、划分和定量分析的准确性。硅酸盐低聚物的引入显著增加了硅酸钠基AALRS产物相的占比,并影响了凝胶产物的元素组成、化学结构和微观形貌。基于物相分布特征、微观结构演化和力学强度发展的角度,揭示了AALRS固化反应机理。研究成果为碱激发月壤基材料微观结构调控与月基工程结构设计提供重要科学支撑。 展开更多
关键词 碱激发月壤 月球环境 力学性能 微观结构 物相分布 反应机理
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EGR与进气富氧对直喷柴油机NO和碳烟排放的影响 被引量：24
6
作者 张韦 舒歌群 +2 位作者 沈颖刚 赵伟 翁家庆 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期16-21,共6页
使用增压中冷直喷柴油机,采用进气富氧与高比率EGR相结合的技术,实现富氧燃烧条件下的低NO-碳烟排放.单独使用富氧燃烧,NO的排放将随氧体积分数的上升而增加.单独使用高EGR,碳烟(Smoke)的排放会随EGR率的增加而增加.将富氧进气与高比率... 使用增压中冷直喷柴油机,采用进气富氧与高比率EGR相结合的技术,实现富氧燃烧条件下的低NO-碳烟排放.单独使用富氧燃烧,NO的排放将随氧体积分数的上升而增加.单独使用高EGR,碳烟(Smoke)的排放会随EGR率的增加而增加.将富氧进气与高比率EGR的结合,可以通过富氧的强氧化性降低Smoke排放,通过大比率EGR来控制燃烧温度,抑制NO的过度增长.试验结果表明:1,600,r/min(经济转速)下,EGR率为35%～45%,进气氧体积分数为21%～23%;2,200,r/min(最高转矩)下,EGR率为20%～50%,进气氧体积分数为22%～24%;在上述范围内的EGR与O2搭配,可以实现低于原机的NO-Smoke排放.综合考察发动机在各种掺比下的功率、油耗,探索出适合发动机各个工况的富氧及EGR组合区域,在该区域内发动机的功率、油耗和排放水平都能得到兼顾. 展开更多
关键词 直喷柴油机 EGR 富氧进气 燃烧 排放
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高比率冷EGR与进气富氧对柴油机燃烧及排放特性的影响 被引量：18
7
作者 张韦 舒歌群 +2 位作者 韩睿 张祚 毕克刚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期12-16,共5页
对普通增压中冷柴油机,采用富氧进气与高比率冷EGR相结合的技术,实现缸内富氧燃烧。未经优化的情况下使用富氧燃烧,NO排放随氧浓度的上升而大幅增加。富氧进气与高比率冷EGR相结合,可以显著降低碳烟的排放并抑制NO的过度增长,同时保证... 对普通增压中冷柴油机,采用富氧进气与高比率冷EGR相结合的技术,实现缸内富氧燃烧。未经优化的情况下使用富氧燃烧,NO排放随氧浓度的上升而大幅增加。富氧进气与高比率冷EGR相结合,可以显著降低碳烟的排放并抑制NO的过度增长,同时保证发动机的燃烧热效率和输出功率不降低。将不同浓度的氧气、EGR废气及空气三者充分混合,冷却后引入气缸参与燃烧;调整掺氧浓度和EGR率,考察发动机在各种掺比下的燃烧及排放特性。试验结果表明：在1 600 r/min全负荷工况,进气内通入20%-30%的EGR废气及23%的氧气,可有效抑制NO及碳烟排放,并能保证发动机具有良好的动力性。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 冷EGR 富氧进气 燃烧特性 排放特性
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高原环境下EGR中的各组分对柴油机性能的影响 被引量：8
8
作者 张韦 吴伟 +2 位作者 朱明 陈贵升 陈朝辉 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期209-216,共8页
基于D19型高压共轨柴油机的一维仿真模型,研究高原环境下EGR对柴油机工作特性的影响,并将其CFD模型与TRF化学动力学模型耦合,研究高海拔下(2,km)EGR中的各组分对燃烧及污染物生成的影响.结果表明:高原环境会使EGR适用范围缩小,使碳烟排... 基于D19型高压共轨柴油机的一维仿真模型,研究高原环境下EGR对柴油机工作特性的影响,并将其CFD模型与TRF化学动力学模型耦合,研究高海拔下(2,km)EGR中的各组分对燃烧及污染物生成的影响.结果表明:高原环境会使EGR适用范围缩小,使碳烟排放对EGR更加敏感;EGR中非主要组分对缸内放热率、压力、温度及CO排放、碳烟排放并无明显影响,但会导致NO排放呈现先减少后增加的趋势,其终值比只有EGR主要组分时的值高;在高原环境与EGR的共同作用下,芘与苯、萘、菲呈现不同的变化趋势,高温缺氧的环境使大量芘生成碳烟,且氧化量减少,导致碳烟终值约为0,km、无,EGR时的7倍. 展开更多
关键词 高原环境 废气再循环(EGR) 工作特性 模拟
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柴油机富氧燃烧的粒径分布及多环芳香烃的演化历程研究 被引量：4
9
作者 张韦 舒歌群 +3 位作者 徐彪 赵伟 沈颖刚 翁家庆 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期1-8,共8页
利用正庚烷的简化模型、Wang[1]的多环芳香烃(PAHs)详细机理及泽尔多维奇氮氧(NOx)模型,建立适用于描述柴油机富氧燃烧并能预测PAHs与NOx的化学动力学模型。使用CHEMKIN对组合模型与拉莫斯利佛尔(LLNL)正庚烷详细模型的缸内压力及温度... 利用正庚烷的简化模型、Wang[1]的多环芳香烃(PAHs)详细机理及泽尔多维奇氮氧(NOx)模型,建立适用于描述柴油机富氧燃烧并能预测PAHs与NOx的化学动力学模型。使用CHEMKIN对组合模型与拉莫斯利佛尔(LLNL)正庚烷详细模型的缸内压力及温度计算结果进行对比,验证了化学模型的准确性。将化学模型与燃烧室计算流体力学(CFD)模型耦合,进行氧浓度为21%～24%的直喷式柴油机富氧燃烧的缸内数值模拟。开展与模拟计算相对应的发动机台架试验研究,用粒径分析仪测量不同进气氧浓度下颗粒物的数量与大小分布。研究结果表明:耦合计算可以准确预测富氧燃烧的缸内着火时刻及燃烧状况,NO及PAHs的变化趋势与试验测量值近似。分析5.5°CA ATDC时刻燃烧室内PAHs的质量分数分布切片可知,与21%进气氧体积分数的空气助燃相比,24%进气氧体积分数的富氧燃烧对PAHs形成具有明显的抑制作用。 展开更多
关键词 内燃机 直喷式柴油机 富氧进气 多环芳香烃 富氧燃烧 耦合计算 燃烧特性
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EGR中主要组分对正庚烷燃烧与排放影响的化学动力学研究 被引量：5
10
作者 张韦 吴伟 +1 位作者 陈贵升 陈朝辉 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期154-162,共9页
利用AVL BOOST构建D19型高压共轨柴油机的一维仿真模型,研究不同EGR率对柴油机的性能与排放的影响,并为化学动力学计算提供初始与边界条件.分析了较高EGR率(56%)中的主要组分CO2和H2O的热效应与化学效应对正庚烷的燃烧过程、关键中间产... 利用AVL BOOST构建D19型高压共轨柴油机的一维仿真模型,研究不同EGR率对柴油机的性能与排放的影响,并为化学动力学计算提供初始与边界条件.分析了较高EGR率(56%)中的主要组分CO2和H2O的热效应与化学效应对正庚烷的燃烧过程、关键中间产物及终产物生成的影响.计算结果表明:EGR中的CO2会使C2H2和CO的生成峰值降低,氧化能力减弱,导致C2H2终值略有升高,CO终值升高1倍,NO的最终体积分数降低81%,,其中CO2的化学效应在高温时小幅促进CO和NO的生成,对其他产物并不产生影响;EGR中的H2O对C2H2生成的影响比CO2更加明显,而CO的情况则相反,其终值只有纯空气进气组分时的1/2,对NO生成的抑制则弱于CO2,只降低了59%,,但这是其热效应与化学效应共同作用产生的结果. 展开更多
关键词 废气再循环 正庚烷 化学反应动力学 燃烧特性 排放
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EGR的三效应对柴油机燃烧特性及排放的影响 被引量：4
11
作者 张韦 吴伟 +2 位作者 朱明 陈朝辉 陈贵升 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期486-493,共8页
将D19共轨柴油机的一维仿真模型与正庚烷简化机理耦合,计算不同EGR率下缸内进气组分的质量分数,以此为初始条件,利用三维CFD模拟,研究EGR的三种效应各自对燃烧及排放的影响以及三效应间的相互关系.结果表明:EGR的稀释效应是降低缸内压... 将D19共轨柴油机的一维仿真模型与正庚烷简化机理耦合,计算不同EGR率下缸内进气组分的质量分数,以此为初始条件,利用三维CFD模拟,研究EGR的三种效应各自对燃烧及排放的影响以及三效应间的相互关系.结果表明:EGR的稀释效应是降低缸内压力、温度和累积放热量,推迟燃烧相位的主因,同时也决定着CO与NO的排放终值;由稀释效应引起的低温、缺氧抑制NO的生成,其中低温比缺氧的影响更强,并会削弱H_2O和CO_2的热效应对NO的抑制作用;对于EGR热效应而言,单位物质的量浓度CO_2吸热作用约是H_2O的4倍;碳烟排放在中等EGR率时主要受稀释效应影响,在高EGR率时,受三效应共同影响呈现低生成、弱氧化的变化趋势. 展开更多
关键词 废气再循环 稀释效应 热效应 化学效应 排放
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DNH三燃料简化化学动力学机理的构建与验证 被引量：7
12
作者 张韦 常少月 +1 位作者 陈朝辉 陈贵升 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期331-338,共8页
将简化天然气GRI 3.0机理与柴油替代机理95/5,vv、氢气详细机理以及污染物生成模型组合,得到含79种组分、244步反应的DNH三燃料机理,通过敏感性分析、重要组分分析,调整化学动力学参数,对DNH机理进行验证.结果表明:DNH机理在当量比0.3~... 将简化天然气GRI 3.0机理与柴油替代机理95/5,vv、氢气详细机理以及污染物生成模型组合,得到含79种组分、244步反应的DNH三燃料机理,通过敏感性分析、重要组分分析,调整化学动力学参数,对DNH机理进行验证.结果表明:DNH机理在当量比0.3~1.0内可准确预测单燃料的滞燃期、重要产物、污染物生成过程;通过CFD耦合DNH机理,在柴油、柴油/天然气和柴油/天然气/氢气三种模式下,模拟值与试验值一致性较好,表明DNH模型可满足发动机缸内燃烧模拟的需求. 展开更多
关键词 天然气 柴油 氢气 DNH机理 化学动力学
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DN双燃料发动机掺H2燃烧的化学动力学分析 被引量：7
13
作者 张韦 常少月 +1 位作者 陈朝辉 陈贵升 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期34-41,共8页
分别采用CFD耦合柴油/天然气/氢气(DNH)三燃料化学动力学机理以及CHEMKIN化学动力学分析的手段,对柴油/天然气(DN)双燃料发动机掺H2的燃烧特性、重要组分及排放物生成过程进行数值模拟.研究表明:在保持引燃柴油量不变的条件下,将缸内燃... 分别采用CFD耦合柴油/天然气/氢气(DNH)三燃料化学动力学机理以及CHEMKIN化学动力学分析的手段,对柴油/天然气(DN)双燃料发动机掺H2的燃烧特性、重要组分及排放物生成过程进行数值模拟.研究表明:在保持引燃柴油量不变的条件下,将缸内燃料热值5%的天然气(NG)替换为H2,燃烧过程中关键自由基OH的浓度峰值会增加了88%;而OH的强氧化性促使CH4的氧化速率增加,HC排放下降为91.8%,CH2O和CO的生成速率及峰值浓度增加,CH2O排放减少为97.5%,CO排放降低为23%,碳烟排放下降为19.3%,由于缸内燃烧温度增加,导致NOx排放增加为51%;掺H2之后,缸内压力升高率增加,燃烧持续期缩短,累积放热量及瞬时放热率峰值增加,缸内温度峰值增加,温度峰值相位提前. 展开更多
关键词 柴油 天然气 掺氢燃烧 化学动力学
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富氧进气与水乳化柴油的掺烧试验及数值模拟 被引量：3
14
作者 张韦 舒歌群 +1 位作者 沈颖刚 赵伟 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期344-352,共9页
在直喷柴油机上采用体积分数21%、22%、23%和24%的进气增氧技术,燃用纯柴油与30%水乳化柴油进行燃烧及排放试验.采用CFD软件与正庚烷简化模型耦合进行数值模拟.试验结果表明,燃用纯柴油时,随进气氧体积分数的增加,燃烧始点提前;在使用30... 在直喷柴油机上采用体积分数21%、22%、23%和24%的进气增氧技术,燃用纯柴油与30%水乳化柴油进行燃烧及排放试验.采用CFD软件与正庚烷简化模型耦合进行数值模拟.试验结果表明,燃用纯柴油时,随进气氧体积分数的增加,燃烧始点提前;在使用30%水乳化柴油时,着火延迟加大,但其依然遵循随掺入的氧体积分数增大着火时刻提前的规律,NO和烟度的排放低于燃用纯柴油的情况.模拟计算显示:CFD与动力学模型的耦合可以较为准确地预测富氧燃烧的缸内着火时刻及燃烧状况.分析上止点后2°,CA时刻燃烧室温度场切片可知,燃用30%水乳化柴油使缸内温度下降,即使掺入体积分数24%的O2,NO生成也低于燃用纯柴油、空气助燃的情况,实现富氧条件下相对于原机的低温燃烧,减少了污染物的排放. 展开更多
关键词 直喷柴油机 富氧进气 富氧燃烧 水乳化柴油 耦合计算 燃烧特性
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利用含PAH的正庚烷简化机理对柴油机富氧燃烧的数值模拟 被引量：3
15
作者 张韦 舒歌群 +2 位作者 沈颖刚 赵伟 徐彪 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期296-304,共9页
在直喷柴油机上采用氧体积分数为21%～24%的进气增氧技术,进行燃烧及排放试验.建立适用于柴油机燃烧的含PAH的正庚烷简化机理,并将其与CFD模型耦合,进行富氧燃烧的数值模拟.试验及模拟工况为发动机的最大转矩点.结果表明,随发动机进气... 在直喷柴油机上采用氧体积分数为21%～24%的进气增氧技术,进行燃烧及排放试验.建立适用于柴油机燃烧的含PAH的正庚烷简化机理,并将其与CFD模型耦合,进行富氧燃烧的数值模拟.试验及模拟工况为发动机的最大转矩点.结果表明,随发动机进气氧体积分数的增加,燃烧始点提前,瞬时放热及最大压力出现时刻均随之提前.NO的排放随氧体积分数的增加而快速增长.碳烟的排放随氧体积分数增加而大幅下降.模拟计算结果显示,CFD与化学动力学模型的耦合比较准确地预测富氧燃烧的缸内着火时刻及燃烧状况.分析上止点后6°CA、20°CA时刻燃烧室内苯环的质量分布切片可知,与21%进气氧体积分数的空气助燃相比,24%氧体积分数的富氧燃烧对苯环的形成有明显的抑制作用.模拟计算结果与试验测量值随进气氧体积分数的变化趋势基本一致. 展开更多
关键词 直喷柴油机 富氧燃烧 多环芳香烃
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单气道柴油机气缸内近壁面流场与不同截面涡流比分析 被引量：3
16
作者 张韦 包广元 +3 位作者 彭益源 陈朝辉 蒋倩昱 宗广成 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期40-47,共8页
构建单螺旋气道柴油机的气道气门气缸的计算机辅助设计(CAD)模型,开展油流法稳流试验及不同截面涡流比测量,并进行计算流体力学(CFD)模拟,利用试验结果验证CFD计算,分析缸内近壁面的流场及气缸不同截面涡流比的变化。结果显示:采用质量... 构建单螺旋气道柴油机的气道气门气缸的计算机辅助设计(CAD)模型,开展油流法稳流试验及不同截面涡流比测量,并进行计算流体力学(CFD)模拟,利用试验结果验证CFD计算,分析缸内近壁面的流场及气缸不同截面涡流比的变化。结果显示:采用质量比为8∶8∶3的甲基硅油、油酸、铝粉的油剂配方所显示的缸内近壁面流场信息最为清晰完整;距进气口最近的气缸内近壁面形成气流高流速区,高流速区面积会随着气门开度的增大而增加,在高流速区域气缸壁面润滑油膜厚度减小,存在磨损加剧的风险。在进气过程中,随着气门开度逐渐增大,缸内的涡流比会逐级提升;随着涡流比测量面逐渐远离缸盖,各测量面的涡流比逐渐降低。 展开更多
关键词 螺旋进气道 近壁面流场 涡流比 油流法 稳流测试
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进气道螺旋段关键结构参数多目标优化设计 被引量：2
17
作者 张韦 解礼兵 +4 位作者 陈朝辉 周马益 陈永 范吉文 陶丽 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期337-344,共8页
采用气道稳流试验、CFD稳态模拟,结合多目标优化设计手段,研究YN柴油机单螺旋进气道螺旋段的最小截面积、蜗壳内半径、蜗壳外半径和螺旋室高度4个关键结构参数对气道流动特性的影响。结果表明:通过回归分析获得的近似数学模型,可实现气... 采用气道稳流试验、CFD稳态模拟,结合多目标优化设计手段,研究YN柴油机单螺旋进气道螺旋段的最小截面积、蜗壳内半径、蜗壳外半径和螺旋室高度4个关键结构参数对气道流动特性的影响。结果表明:通过回归分析获得的近似数学模型,可实现气道结构参数与气道性能的正向定量研究;通过对原机气道螺旋段结构参数的多目标优化,可实现在流量系数小幅降低(0~3.98%)的条件下,涡流比的明显提高(9.3%~14.34%)。 展开更多
关键词 柴油机 单螺旋进气道 螺旋段 涡流比 流量系数 多目标优化
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柴油机DPF孔道内积碳层的运动及分布特性 被引量：2
18
作者 张韦 孙富贤 +1 位作者 陈朝辉 陈永 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期77-85,共9页
为研究积碳层对柴油机颗粒捕集器(DPF)堵塞失效的影响,采用连续流体介质与固体颗粒层离散元耦合的方法,结合DPF可视化试验加以验证,研究DPF孔道内不同形状、尺寸和厚度的积碳层运动以及分布.结果表明:积碳层表面积越大,发生拥塞的位置... 为研究积碳层对柴油机颗粒捕集器(DPF)堵塞失效的影响,采用连续流体介质与固体颗粒层离散元耦合的方法,结合DPF可视化试验加以验证,研究DPF孔道内不同形状、尺寸和厚度的积碳层运动以及分布.结果表明:积碳层表面积越大,发生拥塞的位置越靠近孔道后段;圆形轮廓的积碳层易于相互堆叠,三角形轮廓的积碳层拥塞段会集中于孔道中段,正方形轮廓的积碳层拥塞段的结构较为稳定.积碳层长度与DPF进口孔径比例为0.5时,拥塞段的密度与长度会明显增加,但是拥塞段的稳定性会降低.随着积碳层厚度增加,拥塞段的位置会靠近孔道前段. 展开更多
关键词 柴油机 柴油机颗粒捕集器 孔道 积碳层 分布
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双进气道柴油机丝线法可视化稳流测试及缸内气流运动特性分析 被引量：3
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作者 张韦 赵罗锋 +2 位作者 陈朝辉 蒋倩昱 邹超 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1130-1137,共8页
搭建基于丝线法的发动机可视化气道稳流实验台,对气缸内近壁面流场进行可视化研究,同时利用CFD对气缸内近壁面气流运动进行了数值模拟,并将实验结果与模拟结果进行相互验证。结果表明:在稳流条件下,气缸壁面的丝线运动可直观体现缸内近... 搭建基于丝线法的发动机可视化气道稳流实验台,对气缸内近壁面流场进行可视化研究,同时利用CFD对气缸内近壁面气流运动进行了数值模拟,并将实验结果与模拟结果进行相互验证。结果表明:在稳流条件下,气缸壁面的丝线运动可直观体现缸内近壁面气流运动情况。气缸近壁面丝线运动方向受到螺旋气道产生的涡流作用,使丝线运动方向与涡流方向一致。切向气道侧近壁面流场在切向气道内气流和涡流运动的共同作用下,其气流速度最大,相应地此处的丝线摆动角度也最大。气门升程为8和12mm时,丝线摆动角度分别为110°和90°。缸内瞬态流场存在涡流和滚流运动,但很快合并成单一的涡流运动。 展开更多
关键词 螺旋气道 切向气道 可视化稳流测试 缸内流场
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DPF内灰塞分布对颗粒捕集特性的影响 被引量：1
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作者 张韦 蒋龙 +3 位作者 孟丽苹 李泽宏 陈朝辉 李志军 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期438-450,共13页
为研究柴油机颗粒捕集器(DPF)内由积灰形成的灰塞对颗粒(PM)捕集特性的影响,构建DPF孔道及灰塞的CFD模型,采用连续相耦合离散相方法,研究灰塞的堵塞比、长度、位置、数量对DPF孔道内的流场及PM捕集特性的影响。结果表明:对于DPF孔道内... 为研究柴油机颗粒捕集器(DPF)内由积灰形成的灰塞对颗粒(PM)捕集特性的影响,构建DPF孔道及灰塞的CFD模型,采用连续相耦合离散相方法,研究灰塞的堵塞比、长度、位置、数量对DPF孔道内的流场及PM捕集特性的影响。结果表明:对于DPF孔道内的气流运动而言,灰塞的位置和堵塞比对压降的贡献大于数量和长度,尤其是第1个灰塞的分布位置对压降具有决定性作用。灰塞会改变DPF内PM的沉积模式,受“突扩效应”影响在灰塞出口端的回流区会加剧PM分布的不均匀性。孔道内灰塞分布前移,会使PM的沉积不均匀,随灰塞分布后移,PM沉积逐渐前移且分布更均匀。 展开更多
关键词 颗粒捕集器 积灰 灰塞 分布 流场 颗粒
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