火花点火发动机的末端气体自燃及爆震的研究

本文介绍了火花点火发动机的末端气体自燃和爆震研究的结果。作者采用高速摄影方法，通过经改装的二冲程发动机气缸盖上的观察窗，拍摄了燃烧室内末端气体自燃和火焰传播，同时测取了气缸内三个不同位置处的压力曲线。实验结果表明，火花点火发动机的爆震是由末端气体自燃引起的。自燃一般是多点同时发生的，并在极短时间内使末燃混合气体全部燃烧。自燃通常会，但并不总是引起爆震。爆震是以缸内压力振荡的出现、碳烟的形成和爆震发生后产生气体的高速运动为特征的。     

氮氢电弧加热发动机气体流动特性分析

采用数值模拟的方法对低功率氮氢电弧加热发动机内的气体流动状况进行了分析研究,根据发动机内气体流动特性,确定了电弧加热发动机内的热边界层和流动边界层的定义方法,考察了主流区和边界内的能量转化过程。研究表明,在发动机约束通道内,电弧的热能主要在主流区转化为气体的热能,提升气体的焓值,而在发动机喷管扩张段的电弧贴附区域,电弧加热起到提升边界层内气体焓值和动能的作用.进一步的分析表明,缩小约束通道直径以及增加工作电流都有助于增加主流区气体对推力的贡献,从而提高发动机的性能。     

高速流动PIV示踪粒子跟随性分析

通过理论推导提出了一种评价高速流动PIV示踪粒子随流能力的松弛特性分析模型,在法向Mach数大于1.4时具有良好的适用性.将新模型应用于试验测量,发展了高速流动PIV系统和示踪粒子布撒技术,验证了高速流动PIV的定量化测量能力.针对空间发展的二维超声速气固两相混合层,数值模拟了不同Stokes数和对流Mach数（M_c）下的粒子跟随性以及弥散和迁徙运动,结果表明:相同对流Mach数,粒径越小的示踪粒子跟随性越好,Stokes数在[1, 10]范围内的粒子有最大扩散距离.示踪粒子的直径大小决定其在超声速混合层大涡拟序结构中的分布特征,且粒径越小,气体与粒子的掺混越剧烈.相同粒径的粒子,对流Mach数越大跟随性越差.      

纹影技术在直喷式柴油机燃烧过程研究中的应用

本文叙述了作者所设计建立的高速纹影摄影光路系统,给出了利用该系统所拍摄的纹影照片,并通过照片简单分析了柴油机缸内的喷雾和燃烧过程。结果表明,纹影技术是研究发动机缸内空气运动和喷雾燃烧过程的有效手段。     

生物制气-柴油双燃料发动机燃烧特性研究

各种农林废弃的生物质,经气化炉热解气化产生可燃生物制气,作为柴油为引燃燃料的双燃料发动机主要燃料,测量该发动机及柴油机在运转范围内的燃烧过程,并分析燃烧始点、最高燃烧压力及相位的变化规律。双燃料发动机与燃用纯柴油时的发动机相比,燃烧始点较迟,在低速大负荷时比柴油机气缸最高燃烧压力及最大压力升高率要大,在其余工况比柴油机要低。     

磁镜系统内高能粒子的注入和积聚

本文提出一个在磁镜系统中同时注入H₂⁺束和H°束的方法。通过系统内中性剩余气体流动过程的分析,得到了质子积聚率的基本方程和质子密度作指数增长的条件。对系统工作参量的分析表明了在能量10-100千电子伏范围内,高磁场对于研究粒子的积聚是有利的,但最佳能量的选择则远较Post等以低为宜的说法来得复杂,需依照试验的目的确定,在几种情况下较高的能量是有利的。     

97MeV 16O轰击51V靶出射α粒子的测量与理论分析

用不同种类的粒子望远镜测量了97MeV ¹⁶O+⁵¹V反应中出射的α粒子.得到了单举α粒子能谱、角分布、E-θ平面内的d²σ/dEdΩ截面等高图及速度平面内的d²σ/PCdEdΩ截面等高图.区分了复合核蒸发的α粒子与直接机制发射的α粒子.用激子模型对预平衡发射的α粒子贡献进行估计,得到的预平衡发射和复合核蒸发分别在α粒子总产额中所占的比份.     

千瓦级氩电弧加热发动机的二维数值模拟

本文对千瓦级氩电弧加热发动机内的传热与流动进行了数值模拟研究,获得了典型工况下发动机内温度、速度和马赫数以及发动机喷管温度等参数分布。模拟结果表明,工作气体主要是在阴极下游附近以及约束通道内被加热电离,气体在发动机喷管的上游为亚音速流动,经过约束通道后转变为超音速流动。在进气总压一定时,随着弧电流的增加,发动机出口温度和速度均随之增加,但工作气体流量略有下降。     

活塞压缩机缸内热力过程CFD仿真

使用Fluent软件对压缩机缸内气体流场进行模拟研究,构建气缸的三维模型,以连续性、能量和动量方程作为基本控制方程,设置动网格基本参数,进而得到气流在气缸内的流场变化过程。分析缸内气体的流动状态包括压力、温度、湍动能等参数的微观变化情况,为优化改进压缩机性能提供依据。     

用高速实时全息干涉摄影研究火药燃烧场

本文简述了高速实时全息干涉摄影的原理和特点。提高了全息图的衍射效率。提高了干涉条纹的亮度和对比度。在有限的光源能量下实现了较高频率的实时全息干涉摄影。用16LB相机拍摄了火药的燃烧过程,拍摄频率3000幅/秒,初步分析了实验结果。     

基于快速压缩机的超级爆震研究

使用高速摄影可视化方法研究了快速压缩机内异辛烷空气混合气在压缩终点点火后的燃烧及爆震过程,分析了不同末端混合气自燃模式与发动机内的爆震形式之间的关系,研究了点火位置和热力条件对末端混合气燃烧模式的影响。结果明确了发动机的超级爆震是缸内产生爆轰的结果,点火位置对末端混合气燃烧模式的影响较弱,但混合气的能量密度对燃烧模式有重要影响。     

柴油引燃天然气的双燃料燃烧机理的研究

本文介绍在一台光学发动机上,利用高速数字摄像和数据采集技术,对柴油引燃天然气双燃料发动机的着火、火焰传播、气缸内压力、压力升高率等变化规律进行的研究。结果表明,采用双燃料的燃烧方式具有明显的多点着火型的预混燃烧特点,与采用纯柴油的燃烧方式相比,燃烧持续期短、产生的碳烟少,但爆发压力高、压力升高率大。     

回热式多孔介质发动机的多维数值模拟

回热式发动机利用多孔介质回热器在气缸中的往复运动,实现气固之间的热交换,促进均匀混合气的形成,从而实现均质和稳定的燃烧.本文利用改进的KIVA-3V程序对Ferrenberg所提出的回热式发动机模型进行了二维数值模拟.发动机以甲烷为燃料,采用了详细的反应机理.通过数值计算讨论了两个主要的工况参数,孔隙率和燃料喷射量对发动机燃烧温度的影响.计算模拟表明,多孔介质的孔隙率越大,甲烷的喷射量越多,气缸内的高温区域也最大.     

柴油机排气过程流动的多维瞬态数值模拟研究

柴油机排气过程气体的流动直接影响到排气管换热、发动机噪音、废气再循环系统设计等,对柴油机整体性能起着重要作用.因此,本文利用大型通用CFD软件STAR-CD及ES-ICE,在进气压缩、喷雾燃烧过程多维瞬态数值模拟基础上,对柴油机排气过程流动进行多维瞬态数值模拟研究,通过计算给出排气过程中气体的流场分布,为柴油机排气系统的优化设计提供重要的理论指导.     

油束撞击形成混合气及其燃烧过程的机理研究

本文介绍了用多次喷雾叠加摄影与激光粒子分析技术对燃油喷雾撞击前后的粒径、贯穿度以及喷雾锥角等因素变化所进行的观察和测量以及介绍了利用双像高速摄影技术对燃油束撞击雾化形成的混合气以及燃烧过程特点的研究。结果表明,燃油经撞击后可显著地增大油束扩散角、不同程度地影响了燃油束的贯穿度,但对燃油束撞击前后滴径变化的影响不大。混合气形成及其燃烧过程的高速摄影研究结果表明,燃油束撞击雾化对加快燃油与空气的混合并促进其火焰扩展起到重要作用。另外撞击反弹方向和喷油压力等也是影响混合气形成和燃烧的重要因素。     

准等待型自聚焦光纤网格高速摄影机方案探讨

网格高速摄影可以在孔径比为1:8至1:3的情况下获得的拍摄频率达10⁹幅/秒以上。用35毫米胶片,画幅尺寸为18×24毫米²时,其照相分辨率达25对线/毫米.一次可拍到100幅或更多幅照片,把它制成电影胶片后,可以用来研究连续变化过程.能使时间放大几千万倍。近代物理学家们对持续时间极短的现象很感兴趣。     

正交两相射流中粒子动态行为及高浓度煤粉燃烧过程

本文叙述了正交射流流动过程的物理模型，用三维激光粒子动态分析仪研究了回流区附近的粒子浓度和直径分布，最后研究了正交射流中煤粉的燃烧过程，它提高了煤粉的燃尽度。以上情况表明，高浓度煤粉交叉射流使燃烧过程得到稳定和强化。     

46.7MeV/u 12C+58Ni、115In、197Au α粒子发射研究

本文报道了46.7MeV/u ¹²C轰击⁵⁸Ni、¹¹⁵In、¹⁹⁷Au反应发射α粒子的角分布和能谱.从速度表象中洛仑兹不变截面等高图中明显看到发射α粒子的三个源.用这三个源的运动源模型成功地拟合了α粒子能谱,所提取的强相互作用源参数符合费米气体模型计算结果,并讨论了能谱及拟合参数对靶的依赖关系.认为快速源实质上来自弹核碎裂或类弹核碎裂.     

低功率氩电弧加热发动机的数值模拟

采用可求解可压缩流动与传热的全速度SIMPLE算法,对低功率氩电弧加热发动机内部的传热与流动进行了数值模拟,获得了电弧加热发动机内的温度、速度、马赫数及流线分布。计算结果表明:电弧加热发动机内最高温度出现在阴极下游附近中心轴线处,这是因为电弧在阴极表面收缩形成阴极弧点,从而焦耳热成为该高温区的主要加热机制;沿着发动机中心轴线,气体温度和速度开始时随着距阴极距离的增加而迅速增加,然后在等离子体流向喷管出口的过程中,气体温度和速度逐渐下降。此外还详细考察了弧电流变化对电弧加热发动机内部传热与流动特性的影响,计算获得的发动机流量和比冲与实验结果基本一致。     

升液过程中熔融铝合金液面的动态观察

用快速摄影拍摄了升液管中熔融铝合金液面的运动状态,发现在升液过程中,存在着沿液面切向的流动。这种流动具有撇除表面氧化膜、净化合金液的作用。为实现平稳充型和减少热损耗,设计了正弦速度函数。用实验方法确定了速度振幅。