Regulation of combustion working medium activity and reaction path by power ultrasound
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提出一种将功率声源物理嵌入汽油机燃烧室的多场耦合燃烧数值模拟方法,利用功率超声馈入策略研究了缸内极端环境下工质活性与燃烧反应路径精细化调控特性.基于台架试验数据校正原机三维数值模型,通过在燃烧室嵌入功率声源面特征,构建出声场与燃烧场耦合的多场数值模型,并利用动网格实现将频率20 kHz振幅30μm功率超声馈入汽油机缸内工作循环.通过对比分析4种超声馈入方案和无超声馈入方案的缸内燃烧数据,得出在压缩和点火燃烧阶段超声馈入燃烧室的S2方案对工质湍动能影响最为显著,其缸压峰值相比原机提升0.1 MPa,且各方案缸压曲线在0°CA TDC(top dead center,TDC)～30°CA ATDC(after top dead center,ATDC)出现明显分离.研究表明,合理利用功率超声馈入燃烧场能促进燃料氧化与燃烧进程,并加速OH自由基生成速率.在汽油机缸内瞬变极端燃烧环境下,低于10 ms的功率超声馈入已能对燃料活性及反应路径产生显著量化调控作用.
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