碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型 被引量：11

1

作者 钱炜祺 杨顺华 +1 位作者 肖保国 乐嘉陵 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期37-44,共8页

基于“准稳态”方法建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK．并以3种典型的碳氢燃料——甲烷、乙烯和庚烷为研究对象,从甲烷点火燃烧的GR12．11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含14个组分10步总包反应形... 基于“准稳态”方法建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK．并以3种典型的碳氢燃料——甲烷、乙烯和庚烷为研究对象,从甲烷点火燃烧的GR12．11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含14个组分10步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从乙烯燃烧的51组分365详细基元反应模型出发简化得出了包含20个组分16步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火燃烧的160组分1540详细基元反应模型出发简化得出了包含26个组分22步总包反应形式的简化化学反应动力学模型．通过对典型激波管试验的结果对比可以看出:得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现详细基元反应模型的反应机理,具有较高的计算精度．在工程计算中有较好的应用前景． 展开更多

关键词 简化化学反应动力学模型 “准稳态”假设方法 碳氢燃料 点火延时 甲烷 乙烯 庚烷

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甲烷点火燃烧的简化化学反应动力学模型 被引量：14

2

作者 肖保国 钱炜祺 +1 位作者 杨顺华 乐嘉陵 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期101-105,共5页

从甲烷点火燃烧的GR I-M ech 1.2详细化学反应动力学模型出发,采用“准稳态”假设方法来对其进行简化,得到了包含18组分14步总包反应的简化反应模型。通过典型试验结果对比和基于均匀试验设计的校核计算结果比较可以看出,采用“准稳态... 从甲烷点火燃烧的GR I-M ech 1.2详细化学反应动力学模型出发,采用“准稳态”假设方法来对其进行简化,得到了包含18组分14步总包反应的简化反应模型。通过典型试验结果对比和基于均匀试验设计的校核计算结果比较可以看出,采用“准稳态”假设方法得到的简化反应动力学模型能有效地再现详细基元反应模型的反应机理,具有较高精度,是可靠而有效的。 展开更多

关键词 甲烷 燃烧 点火延迟 简化化学反应动力学模型^+

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用准稳态方法建立碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型 被引量：4

3

作者 钱炜祺 杨顺华 +1 位作者 肖保国 乐嘉陵 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期12-18,共7页

基于“准稳态”方法建立了一套碳氢燃料点火燃烧的化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK,并从甲烷点火燃烧的GRI2.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含16个组分12步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火... 基于“准稳态”方法建立了一套碳氢燃料点火燃烧的化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK,并从甲烷点火燃烧的GRI2.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含16个组分12步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火燃烧的详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含25个组分21步总包反应形式的简化化学反应动力学模型。通过其计算结果与CARM软件导出简化模型的计算结果和典型激波管试验结果的对比可以看出,本文简化得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现详细基元反应模型的反应机理,简化模型的计算精度与CARM软件导出简化模型的计算精度相当。与详细基元反应动力学模型相比,简化模型有效地减少了反应组分,在工程计算中有比较好的应用前景。 展开更多

关键词 简化化学反应动力学模型 “准稳态”假设方法 碳氢燃料 点火延时 甲烷 庚烷

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采用神经网络与贝叶斯反演法自动优化乙酸化学反应动力学模型 被引量：1

4

作者 殷阁媛 肖波 +1 位作者 胡二江 黄佐华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期130-138,共9页

为了解决传统化学反应动力学模型构建效率低、不确定度无法准确衡量的问题,提出了基于实验数据驱动的模型智能化构建方法。利用人工神经网络和马尔可夫蒙特卡罗链加速贝叶斯反演法的求解,基于层流火焰速度实验数据自动优化乙酸模型。仿... 为了解决传统化学反应动力学模型构建效率低、不确定度无法准确衡量的问题,提出了基于实验数据驱动的模型智能化构建方法。利用人工神经网络和马尔可夫蒙特卡罗链加速贝叶斯反演法的求解,基于层流火焰速度实验数据自动优化乙酸模型。仿真结果表明:通过增加神经网络样本数和隐藏层数使测试集的误差小于1%,满足化学反应动力学替代模型的要求;神经网络能够产生大量样本,有效减少马尔可夫链取样过程的误差以提高收敛效率;利用层流火焰速度实验数据约束后,反应CH_(2)CO_(2)H+H=CH_(2)CO+H_(2)O的速率常数的后验概率相对于先验概率发生了显著变化,均值在优化后增大了10倍,误差明显减小,该反应对乙酸层流速度的影响最为显著;优化后的化学反应动力学模型能够准确预测不同温度下的层流火焰速度,并且约束后的模型不确定度明显降低。研究结果可为化学反应动力学模型的实际工程应用提供参考。 展开更多

关键词 化学反应动力学模型 乙酸 神经网络 贝叶斯反演法

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基于化学杂化和官能团相似耦合方法的RP-3航空煤油反应动力学简化模型构建 被引量：1

5

作者 洪聪结 张与阳 +11 位作者 湛昊晨 刘靖 全永凯 惠鑫 徐国强 林宇震 康玉东 周雄 邓远灏 胡二江 黄佐华 张英佳 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期137-146,共10页

真实航空燃料通常包含几十至上百种组分,直接构建其化学反应动力学模型十分困难。本文利用官能团相似法(SCFG),结合实测RP-3航空煤油组分比例,提出了RP-3四组分模型替代物。利用流动反应器,获得了温度为550~1150K,压力为0.1 MPa下RP-3... 真实航空燃料通常包含几十至上百种组分,直接构建其化学反应动力学模型十分困难。本文利用官能团相似法(SCFG),结合实测RP-3航空煤油组分比例,提出了RP-3四组分模型替代物。利用流动反应器,获得了温度为550~1150K,压力为0.1 MPa下RP-3热解数据,基于化学杂化方法(Hybrid Chemistry),构建了以真实RP-3为单一原始组分的航空煤油化学反应动力学模型(XJTURP3-2021),模型得到宏观点火延迟、层流火焰速度以及微观组分浓度系统验证。基于误差传递的直接关系图法(DRGEP)和全局敏感性分析(FSSA)对模型进行简化,获得含41种组分、212个基元反应的RP-3简化模型(XJTURP3r-2021)。与详细模型和实验数据对比发现,XJTURP3r-2021能较好地复现热力边界对RP-3基础燃烧特征影响规律,为解决CFD仿真对反应源项初始组分数量约束和计算精度固有矛盾提供新思路。 展开更多

关键词 RP-3航空煤油 SCFG方法 HyChem方法 机理简化 化学反应动力学模型

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正庚烷均质压燃燃烧反应化学动力学数值模拟研究 被引量：23

6

作者 郑朝蕾 尧命发 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期227-234,共8页

应用零维详细化学反应动力学模型,对正庚烷均质压燃燃烧反应的化学反应动力学过程进行了数值模拟研究,分析了在内燃机边界条件下影响其燃烧反应的关键基元反应、关键中间产物以及自由基。结果表明,正庚烷的燃烧过程由高温反应和低温反... 应用零维详细化学反应动力学模型,对正庚烷均质压燃燃烧反应的化学反应动力学过程进行了数值模拟研究,分析了在内燃机边界条件下影响其燃烧反应的关键基元反应、关键中间产物以及自由基。结果表明,正庚烷的燃烧过程由高温反应和低温反应两个阶段组成,高温反应阶段又可以分为蓝焰反应和热焰反应两个阶段。正庚烷氧化反应首先经过脱氢反应,第一次加氧异构化后的第二次加氧是低温反应的必经途径,其产物的两次分解是低温反应阶段OH自由基的主要来源;蓝焰反应阶段主要是甲醛氧化成CO的过程,H2O2的热分解是控制该阶段反应最重要的基元反应,也是OH自由基的主要来源;热焰反应主要是CO氧化成CO2的过程;CO的生成途径是:低温反应生成的甲醛(CH2O)脱氢生成HCO,HCO氧化生成CO,OH是CO氧化为CO2和正庚烷脱氢反应最重要的自由基。 展开更多

关键词 均质充量压燃 正庚烷 化学反应动力学模型 自由基 数值模拟

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用灵敏度法简化化学反应动力模型 被引量：4

7

作者 钱炜祺 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期88-92,共5页

介绍了用于简化化学反应动力模型的灵敏度方法的基本思想与具体方法,然后用该方法来对两个化学反应实例:甲醛氧化反应和一氧化碳/氢气在空气中燃烧的化学反应进行简化,均得到了比较好的结果。

关键词 化学反应动力学模型 计算效率 流场 灵敏度法 内燃机 火箭冲压发动机 燃烧室

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二甲基醚/天然气双燃料均质压燃化学动力学数值模拟 被引量：3

8

作者 秦静 尧命发 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2004年第3期225-231,共7页

使用零维详细化学反应动力学模型,研究了二甲基醚和天然气双燃料均质压燃燃烧的化学反应动力学过程,缸内压力计算值和实测结果相当一致.计算结果表明,双燃料燃烧过程分为低温反应和高温反应两个阶段,低温反应主要是二甲基醚燃烧氧化,而... 使用零维详细化学反应动力学模型,研究了二甲基醚和天然气双燃料均质压燃燃烧的化学反应动力学过程,缸内压力计算值和实测结果相当一致.计算结果表明,双燃料燃烧过程分为低温反应和高温反应两个阶段,低温反应主要是二甲基醚燃烧氧化,而高温反应主要是天然气的氧化,低温反应二甲基醚生成了大量自由基加速了天然气的燃烧反应.混合气初始温度升高,放热率增大,燃烧持续期缩短;二甲基醚浓度主要影响低温燃烧过程,天然气浓度则主要影响高温燃烧过程;惰性气体(CO2)使燃烧反应推迟,燃烧反应速率降低.通过控制二甲基醚、天然气和惰性气体浓度可以有效控制均质压燃燃烧过程,拓宽运行范围. 展开更多

关键词 二甲基醚 天然气 均质充量压燃 化学反应动力学模型

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DME简化反应模型及其在HCCI燃烧分析中的应用研究 被引量：5

9

作者 石宇 张煜盛 +1 位作者 莫春兰 徐波 《安全与环境学报》 CAS CSCD 2006年第2期105-110,共6页

提出了一个可应用于HCCI发动机工作过程研究的DME化学反应动力学简化模型,该模型由28种组分、38个基元反应组成,包括3个子模型,即低温反应和负温度系数区子模型、高温裂解和高温氧化子模型以及甲酸生成过程子模型。通过算例对比分析,该... 提出了一个可应用于HCCI发动机工作过程研究的DME化学反应动力学简化模型,该模型由28种组分、38个基元反应组成,包括3个子模型,即低温反应和负温度系数区子模型、高温裂解和高温氧化子模型以及甲酸生成过程子模型。通过算例对比分析,该DME简化模型能正确揭示DME燃烧过程主要生成物组分的变化规律,能准确计算DME燃烧过程低温和高温阶段的放热特征时刻,其计算结果与详细机理计算结果吻合。相对于详细机理,简化模型节省了计算时间,为实现化学反应动力学与CFD多维模型耦合的燃烧计算提供了一个可行而有效的途径。 展开更多

关键词 内燃机工程 二甲基醚(DME) 均质压燃燃烧(HCCI) 化学反应动力学模型

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基于聚合反应机理的膨胀型高聚物浆液平面裂隙注浆仿真方法研究 被引量：3

10

作者 贾赫扬 李晓龙 +3 位作者 逯林方 马强 张蓓 钟燕辉 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期50-61,共12页

现行高聚物浆液裂隙注浆扩散模拟方法多采用浆液密度变化经验表达式进行计算,这种简化处理方法没有考虑浆液内在的化学反应驱动机制,其求解结果与实际情况存在较大偏差。为解决这一问题,基于计算流体动力学理论,考虑浆液聚合反应机理,... 现行高聚物浆液裂隙注浆扩散模拟方法多采用浆液密度变化经验表达式进行计算,这种简化处理方法没有考虑浆液内在的化学反应驱动机制,其求解结果与实际情况存在较大偏差。为解决这一问题,基于计算流体动力学理论,考虑浆液聚合反应机理,建立了描述高聚物浆液在平面裂隙中流动扩散过程的“化学反应-流体动力学”模型,用龙格库塔方法求解化学反应动力学方程,用平面裂隙注浆准三维模型离散流动控制方程,用SIMPLE算法实施迭代控制,实现了对浆液化学反应、温度场、流场的耦合求解。在此基础上,对绝热条件下高聚物浆液在平面裂隙中的扩散过程进行了数值模拟,分析了浆液组分反应转化率、温度、扩散范围、密度、压力等随时间变化规律,结果表明:伴随浆液化学反应进程,其组分转化率、温度逐渐增大,浆液扩散范围、密度变化表现出明显的阶段性特征;浆液密度随时间经历缓慢减小、急剧下降、逐渐趋缓三个阶段,与此相对应,其扩散范围最初平稳增加,随后快速扩大,最终趋于稳定,其压力则呈现缓慢增大、急剧上升、逐渐下降的三阶段变化特征。所开展工作为深入研究温度、压力等因素对浆液扩散行为的影响奠定了基础。 展开更多

关键词 高聚物浆液 聚合反应机理 化学反应-流体动力学模型 裂隙注浆 数值模拟

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H_2O污染对超燃冲压发动机燃烧室性能影响的三维数值模拟 被引量：9

11

作者 邢建文 杨样 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期5-10,共6页

为了解来流污染对超燃冲压发动机性能的影响,需要大量的实验和CFD模拟。基于纯净空气和污染空气(H2O)来流下燃烧对比实验,采用较为详细的化学反应动力学模型(13组分33方程),对三个试验条件的燃烧室反应流场进行了三维大规模并行CFD模拟... 为了解来流污染对超燃冲压发动机性能的影响,需要大量的实验和CFD模拟。基于纯净空气和污染空气(H2O)来流下燃烧对比实验,采用较为详细的化学反应动力学模型(13组分33方程),对三个试验条件的燃烧室反应流场进行了三维大规模并行CFD模拟。模拟结果与对比试验测得的壁面压强比较接近,能"分辨"试验气体中H2O的污染影响。模拟结果显示,从燃烧室整体性能看,7.4%H2O和18.3%H2O污染导致燃烧室单位流量的空气对应推力分别下降4.1%和10.7%,而燃烧室燃烧效率分别下降5.5%和9.5%。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 污染效应 并行计算 化学反应动力学模型

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边界条件对正庚烷均质压燃燃烧过程的影响 被引量：1

12

作者 郑朝蕾 尧命发 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期421-427,共7页

应用零维详细化学反应动力学模型,对不同边界条件下正庚烷(n-heptane)均质压燃燃烧反应的化学反应动力学过程进行了数值模拟研究,得出了以初始温度和燃料当量空燃比这两类边界条件为函数,压缩比为17,转速为1 400 r／min的HCCI全工况解... 应用零维详细化学反应动力学模型,对不同边界条件下正庚烷(n-heptane)均质压燃燃烧反应的化学反应动力学过程进行了数值模拟研究,得出了以初始温度和燃料当量空燃比这两类边界条件为函数,压缩比为17,转速为1 400 r／min的HCCI全工况解。结果表明:HCCI燃烧分为完全燃烧区域、低温反应和蓝焰反应区域、仅发生低温反应区域和失火区域;不发生热焰反应的关键是反应H+O2=O+OH进行程度浅,不能生成足够的OH自由基使CO氧化成CO2;蓝焰反应也不发生而仅发生低温反应的关键是H2O2分解反应的进行程度浅,H2O2只有在缸内温度达到1 000 K时才能快速分解,这就不能生成足够的OH自由基使甲醛转化成CO;低温反应和蓝焰反应区域是高CO排放区,仅发生低温反应的区域是高甲醛排放区。 展开更多

关键词 均质充量压燃(HCCI) 正庚烷 化学反应动力学模型 自由基

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乙醇燃料HCCI燃烧特性的变参数研究

13

作者 常国峰 张纪鹏 +2 位作者 尚海军 郭英男 刘巽俊 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1100-1103,共4页

利用美国Lawrence L ivermore国家实验室公布的乙醇燃烧的复杂化学动力学机理和热力学数据,建立了乙醇HCC I燃烧模型。对模型中复杂化学反应动力学刚性问题采用了能够自动调节步长的Gear向后差分法。分析了进气温度、进气压力、压缩比... 利用美国Lawrence L ivermore国家实验室公布的乙醇燃烧的复杂化学动力学机理和热力学数据,建立了乙醇HCC I燃烧模型。对模型中复杂化学反应动力学刚性问题采用了能够自动调节步长的Gear向后差分法。分析了进气温度、进气压力、压缩比、当量比等因素对燃烧特性的影响。计算结果对燃用乙醇的HCC I燃烧过程的模拟和分析提供了依据。 展开更多

关键词 柴油机 均质压燃 乙醇 化学反应动力学模型 数值模拟

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预燃室催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响

14

作者 曾文 解茂昭 艾延廷 《车用发动机》 北大核心 2007年第6期16-19,22,共5页

对预燃室壁涂有催化剂的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程进行了数值计算,分析了催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响;同时分析了预燃室内催化剂种类、过量空气系数、进气温度、进气速度、缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机燃烧特性的影响... 对预燃室壁涂有催化剂的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程进行了数值计算,分析了催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响;同时分析了预燃室内催化剂种类、过量空气系数、进气温度、进气速度、缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机燃烧特性的影响。结果表明,预燃室存在催化燃烧时对HCCI发动机的着火时刻有很大的影响:随着过量空气系数及预燃室进气速度的增加,HCCI发动机的着火时刻提前;催化剂种类、预燃室缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机着火时刻影响不显著,但对缸内燃烧温度影响显著。 展开更多

关键词 催化燃烧 均质压燃 化学反应动力学模型 数值模拟 甲烷

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初始种子电子团对短空气间隙流注放电行为的影响 被引量：3

15

作者 王成江 涂鸣麟 +2 位作者 方洋洋 沈书林 李亚莎 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2019年第1期57-62,共6页

流注放电过程中初始种子电子团的形成数量及位置具有随机性,为揭示初始种子电子团对流注放电行为的影响,建立流体动力学-化学反应混合模型,数值仿真大气压下棒-板间隙为5 mm的流注放电过程。模型包括电子、正负离子连续性方程、电子平... 流注放电过程中初始种子电子团的形成数量及位置具有随机性,为揭示初始种子电子团对流注放电行为的影响,建立流体动力学-化学反应混合模型,数值仿真大气压下棒-板间隙为5 mm的流注放电过程。模型包括电子、正负离子连续性方程、电子平均能量方程和电场的泊松方程以及23种粒子间化学反应。分别在模型中对密度峰值和分布位置预设置3个不同数值,研究初始种子电子团密度峰值和分布位置对空气间隙流注放电行为的影响。结果表明:初始种子电子团密度峰值的增加只会加速流注的形成,不会影响流注的时空变化规律;而分布位置的改变会影响流注的时空发展特性,初始位置与棒电极的距离越远,形成的流注到达板电极的时间愈短。 展开更多

关键词 初始种子电子团 流体动力学-化学反应模型 流注放电 空气间隙放电

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