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多环芳烃在浴气中的二元扩散系数的分子动力学模拟研究
1
作者 归昱欣 李颖 游小清 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期429-436,共8页
多环芳烃是形成碳烟的前驱体,其扩散性质对碳氢燃料火焰的特征和模拟研究有重要意义.通过观察由不同力场参数模拟所得的苯分子与浴气分子相互作用势能曲线与CCSD(T)/CBS和M06-2X/6-311g(d,p)方法所得势能曲线的符合程度,本研究确定了一... 多环芳烃是形成碳烟的前驱体,其扩散性质对碳氢燃料火焰的特征和模拟研究有重要意义.通过观察由不同力场参数模拟所得的苯分子与浴气分子相互作用势能曲线与CCSD(T)/CBS和M06-2X/6-311g(d,p)方法所得势能曲线的符合程度,本研究确定了一组适用于芳烃与氮气或氦气体系的力场参数,并探索了模拟时长和速度相关积分尾部数据对结果的影响,进一步确定了模拟设置.在此基础上,比较了苯在浴气中的二元扩散系数的模拟值和文献中的实验值,其相对偏差的绝对值小于3.5%.分别比较了萘、芘、晕苯在浴气中的二元扩散系数模拟值与基于Hirschfelder-Bird-Spotz公式的各种方法所得数值,发现由SA方法和η-ξ方法所得二元扩散系数普遍比σ-ε方法和经验估计法的结果更接近模拟值. 展开更多
关键词 二元扩散系数 多环芳烃 分子动力学模拟
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基于组分半全局敏感性的燃烧反应动力学模型简化方法 被引量：1
2
作者 吴悠 林圣强 +2 位作者 周伟星 罗忠敬 杨斌 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期715-721,共7页
针对目前缺乏对燃烧反应动力学机理中组分重要性判别的诊断方法,本文提出可准确量化组分重要性的半全局敏感性分析方法,并应用此方法简化USCMechII、JetSurF和DME机理,得到的简化机理可分别精确预测乙烯、正庚烷和二甲醚的点火延迟时间... 针对目前缺乏对燃烧反应动力学机理中组分重要性判别的诊断方法,本文提出可准确量化组分重要性的半全局敏感性分析方法,并应用此方法简化USCMechII、JetSurF和DME机理,得到的简化机理可分别精确预测乙烯、正庚烷和二甲醚的点火延迟时间.基于组分半全局敏感性方法不仅可以精确评价组分的重要性程度,还可以分辨组分的正负贡献;采用此方法消除不重要的组分,最终得到32组分的乙烯燃烧机理、56组分的正庚烷燃烧机理和32组分的二甲醚氧化机理,并且这3个简化机理也比通过DRG和DRGEP方法得到的简化机理更加紧凑. 展开更多
关键词 基于组分半全局敏感性分析 机理简化 DRG DRGEP
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冯·卡门涡旋流动系统中各向异性的实验研究
3
作者 王封 张亿宝 郗恒东 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期11-20,共10页
利用Tomo–PIV测量了冯·卡门涡旋流动系统中心区域的三维速度信息,通过2种方法计算得到的速度二阶结构函数,分析了该系统中流动的各向异性特性。实验结果表明:冯·卡门涡旋流动系统中心区域的流动均匀性较好,但均方根速度的不... 利用Tomo–PIV测量了冯·卡门涡旋流动系统中心区域的三维速度信息,通过2种方法计算得到的速度二阶结构函数,分析了该系统中流动的各向异性特性。实验结果表明:冯·卡门涡旋流动系统中心区域的流动均匀性较好,但均方根速度的不同分量间呈现出显著的各向异性,水平分量与竖直分量比值约为1.5。通过2种方法计算得到的速度二阶结构函数结果相近,并给出:经过各个方向分量平均后的速度二阶结构函数各向同性度较高;但其在尺度空间中的分布呈现“水平面内各向同性度高,竖直平面内存在一定各向异性”的特性,且随着尺度的减小,此各向异性会逐渐减弱并接近各向同性。该研究为认识湍流流动以及冯·卡门涡旋流动系统提供了基础理解和分析方法。 展开更多
关键词 冯·卡门涡旋流动系统 各向异性 速度结构函数 层析粒子图像测速技术
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不同馏分RP-3航空煤油的着火延时研究
4
作者 褚昭晗 廖万雄 杨斌 《火箭推进》 北大核心 2025年第4期33-40,共8页
利用快速压缩机实验台测量了温度为700~1100 K、压力为1.0~2.5 MPa、当量比在0.25、0.50、1.00条件下RP-3航空煤油的着火延迟时间。与文献中数据相比,将RP-3航空煤油着火延时实验数据扩展到了更低的温度工况,并观察到了负温度系数现象... 利用快速压缩机实验台测量了温度为700~1100 K、压力为1.0~2.5 MPa、当量比在0.25、0.50、1.00条件下RP-3航空煤油的着火延迟时间。与文献中数据相比,将RP-3航空煤油着火延时实验数据扩展到了更低的温度工况,并观察到了负温度系数现象。基于现有的实验数据对两种航空煤油模型燃料及燃烧机理进行比较,得到不同条件下着火延迟时间的Arrhenius关系式。同时,在相同实验条件下测量了该RP-3不同馏分样品的着火延迟时间,结果表明轻质馏分在低温区间的着火延迟更长,而各个馏分的着火延迟时间在高温区间趋于一致。重质馏分的着火延迟时间更接近实际RP-3航空煤油,表明重质馏分对于RP-3航空煤油着火的影响更为显著。 展开更多
关键词 RP-3航空煤油 着火延迟时间 馏分 快速压缩机
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NH_(3)/Air混合层自点火直接数值模拟研究
5
作者 杨文豪 罗开红 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期447-456,共10页
采用直接数值模拟方法研究非预混状态的NH_(3)/Air混合层在层流和湍流条件下的自点火、火焰传播和生成NO过程.添加氢气、压力增加和湍流混合都会加快氨气的自点火过程.NH_(2)、HNO和OH 3个自由基可以分别表征点火的诱导和热释放阶段.层... 采用直接数值模拟方法研究非预混状态的NH_(3)/Air混合层在层流和湍流条件下的自点火、火焰传播和生成NO过程.添加氢气、压力增加和湍流混合都会加快氨气的自点火过程.NH_(2)、HNO和OH 3个自由基可以分别表征点火的诱导和热释放阶段.层流和湍流条件下,释热率都会在火焰传播末期产生两个峰值,即分层现象:小峰值区主要与OH的基元反应有关,大峰值区主要与NH_(2)和HNO的基元反应有关.添加氢气和湍流都会提高NO的生成量.最大NO数值曲线随时间会先增大后减小,两个阶段由NO的反应项和扩散项分别主导. 展开更多
关键词 氨气混合层 自点火 一氧化氮生成 直接数值模拟
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基于深度学习的波长调制吸收光谱非线性层析重建研究 被引量：1
6
作者 王振海 超星 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期659-666,共8页
本文基于深度学习算法,开展了免标定波长调制吸收光谱非线性层析重建研究.采用频分复用技术,构建吸收光谱非线性层析重建方案,使用5条吸收谱线、2个投影角度共计20条投影光线.以二维温度场重建为例,在无噪声时温度场平均重建误差为2.85%... 本文基于深度学习算法,开展了免标定波长调制吸收光谱非线性层析重建研究.采用频分复用技术,构建吸收光谱非线性层析重建方案,使用5条吸收谱线、2个投影角度共计20条投影光线.以二维温度场重建为例,在无噪声时温度场平均重建误差为2.85%,且在不同噪声水平和训练样本数目条件下,该方案可实现高精度温度和浓度场二维重建.本工作首次从算法理论层面实现了二维温度、浓度分布重建,将为实际燃烧环境中非线性层析重建实验提供指导. 展开更多
关键词 深度学习方法 波长调制光谱 非线性层析 温度场 浓度场
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等离子体辅助丙酮低温氧化的研究
7
作者 廖汉东 陈皓东 +1 位作者 刘仲铠 杨斌 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期28-35,共8页
考虑到小分子含氧组分在等离子体助燃体系中重要的研究意义,本文以丙酮为研究载体,基于先进的分子束质谱诊断平台开展了研究.提供了详细的中间体组分信息,并基于此构建了丙酮等离子体的低温反应网络.结果表明,在等离子体放电激励的作用... 考虑到小分子含氧组分在等离子体助燃体系中重要的研究意义,本文以丙酮为研究载体,基于先进的分子束质谱诊断平台开展了研究.提供了详细的中间体组分信息,并基于此构建了丙酮等离子体的低温反应网络.结果表明,在等离子体放电激励的作用下,丙酮的燃料氢提取过程被加速,并且还伴随着明显的燃料碎片化过程.研究发现,无势垒反应在等离子体低温氧化的反应机制中十分重要.另外,本文还给出丙酮低温氧化在不同电压激励下的定量结果. 展开更多
关键词 等离子体助燃 组分诊断 小分子含氧组分 丙酮 低温氧化
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固体火箭发动机尾焰中颗粒速度的粒子轨迹法测量 被引量：1
8
作者 相恒升 程博 +2 位作者 张成飞 乔文生 徐海涛 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期787-796,共10页
固体火箭发动机尾焰中存在浓密的小尺寸颗粒和稀疏的大尺寸颗粒。利用高速相机直接对尾焰进行拍摄,采用粒子轨迹法对尾焰中大颗粒速度测量。粒子轨迹法测速的关键是正确识别粒子轨迹并确定其长度,为此发展了从图像中判别粒子轨迹的算法... 固体火箭发动机尾焰中存在浓密的小尺寸颗粒和稀疏的大尺寸颗粒。利用高速相机直接对尾焰进行拍摄,采用粒子轨迹法对尾焰中大颗粒速度测量。粒子轨迹法测速的关键是正确识别粒子轨迹并确定其长度,为此发展了从图像中判别粒子轨迹的算法,提出了确定轨迹长度的一维拟合算法。通过对模拟粒子轨迹图像的计算分析,检验了一维拟合算法的计算效率和精度。利用文中发展的粒子轨迹法对固体火箭发动机尾焰中大尺寸颗粒进行了全流场速度测量。测量结果展示了尾焰中粒子速度随时间的演化,揭示了在超音速尾焰中大尺寸粒子速度随着距喷管出口距离的增加而衰减的定量特征。在全部测量区域内及测量时间内,没有观察到粒子速度的突变,这表明大颗粒的运动速度没有受到尾焰中激波的影响。该测量手段为固体火箭发动机尾焰中大尺寸颗粒的速度测量提供了新的选择。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 尾焰 颗粒速度测量 粒子轨迹法 亚像素精度算法
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二维衰减湍流的速度加速度结构函数
9
作者 周泽友 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期1035-1044,共10页
湍流场中二阶速度加速度结构函数(velocity-acceleration structure function, VASF)被认为与尺度间能量或者拟涡能的传递相关,其正负表明传递的方向.三维湍流中,能量从大尺度向小尺度传递,VASF为负.在二维湍流中,能量反向传递到大尺度... 湍流场中二阶速度加速度结构函数(velocity-acceleration structure function, VASF)被认为与尺度间能量或者拟涡能的传递相关,其正负表明传递的方向.三维湍流中,能量从大尺度向小尺度传递,VASF为负.在二维湍流中,能量反向传递到大尺度,拟涡能正向传递到小尺度,因此理论上VASF无论在反向能量级串区还是在正向拟涡能级串区均为正.然而,相对于三维湍流中VASF的充分研究,二维湍流中VASF的正负性迄今尚无实验或数值模拟数据验证.本文通过三维二维湍流中普适的公式推导,指出在空间非均匀湍流场中,VASF除了尺度间传递,还受到非均匀项的影响.一种常见的空间非均匀湍流场是在实验研究中常用的风洞或水洞中,湍流发生装置(如栅格)后的湍流.该流场中,湍流强度随下游位置增大而逐渐衰减,这种衰减则带来空间上的非均匀性.本文在基于竖直流动皂膜的二维衰减湍流场中,利用拉格朗日粒子追踪法测得在拟涡能级串区的VASF,并分析各部分的影响.结果表明,虽然尺度间传递项为正值,但由于衰减带来的非均匀项为负值,使得VASF的值为负,使之失去了表征拟涡能传递方向的意义.因此,在类似风洞、水洞、水槽等衰减流场中对VASF的讨论不应忽略非均匀项.最后对与VASF密切相关的弥散过程进行分析,发现后期弥散过程变慢是由于负的VASF导致. 展开更多
关键词 二维湍流 速度加速度结构函数 衰减湍流 弥散
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