检索结果-内蒙古大学图书馆

推进技术 2021年第2期42卷 362-371页

作者：刘祺夏津黄忠钱勇具德浩上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

为探究航空发动机离心式喷嘴的喷雾宏观特性,通过将该喷嘴在高温高压定容弹中进行喷雾过程的实验,并结合阴影法与纹影法进行光学测量。首先以水作为射流工质,观察不同喷射压力下水进入大气环境中的雾化角变化,发现喷嘴结构对雾化角有着... 详细信息

为探究航空发动机离心式喷嘴的喷雾宏观特性,通过将该喷嘴在高温高压定容弹中进行喷雾过程的实验,并结合阴影法与纹影法进行光学测量。首先以水作为射流工质,观察不同喷射压力下水进入大气环境中的雾化角变化,发现喷嘴结构对雾化角有着重要影响,最大雾化角与喷嘴出口的导流结构夹角相等。其次以正癸烷作为工质,通过不同环境压力和温度下的多组实验测量其它喷雾宏观特性如液膜破碎长度,结果表明在背压大于1.75MPa的工况下,该离心式喷嘴无法形成清晰稳定的锥形喷雾结构,此外还揭示了高背压加强了气动力而高环境温度减小了表面张力和粘性力,两者都起着促进雾化的作用。

关键词：离心式喷嘴液膜破碎长度雾化角阴影法纹影法

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蜂窝内冷通道布局对叶片冷却效率的影响研究

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热能动力工程 2022年第12期37卷 96-103页

作者：刘亚非陶皓杰迟重然上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学动力机械及工程教育部重点实验室上海200240

为提高涡轮叶片耐温能力,将蜂窝冷却通道应用于涡轮叶片内部,通过流热耦合计算研究蜂窝冷却通道叶片的传热流动特性。对蜂窝冷却通道的参数化方法进行研究,将蜂窝通道拆分成两种基本结构单元,即可方便调整蜂窝通道的几何参数;使用增材... 详细信息

为提高涡轮叶片耐温能力,将蜂窝冷却通道应用于涡轮叶片内部,通过流热耦合计算研究蜂窝冷却通道叶片的传热流动特性。对蜂窝冷却通道的参数化方法进行研究,将蜂窝通道拆分成两种基本结构单元,即可方便调整蜂窝通道的几何参数;使用增材制造的叶片进行实验,通过对比数值计算与实验的冷却效率,验证了数值方法的准确性;在冷却二次流占比1%条件下,在原型蜂窝通道的基础上进行蜂窝通道空间布局和直径分布的调整,利用冷却效率、压降及相对阻力系数衡量不同通道的流动传热特性。研究表明:蜂窝通道由于增大换热面积以及增加分叉点强化换热,冷却效率提高到0.525,压降升高至229.1 kPa;通过调整蜂窝几何参数可以优化蜂窝通道的传热与阻力特性,通过增加蜂窝通道层数、增大次通道直径可以提高冷却效率,通过增加蜂窝通道入口数、增大主通道直径可以减小压降。

关键词：蜂窝通道流热耦合布局调整

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高负荷下喷油策略对PODEn-汽油燃烧性能的影响

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机械科学与技术 2023年

作者：王伟男张光德钱大伟武汉科技大学汽车与交通工程学院上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室

为更好优化PODE-汽油双燃料燃烧特性，通过改变其汽油直喷比例和汽油直喷时刻，在利用软件进行数值模拟，研究结果表明：在大负荷工况下，汽油缸内直喷比例在10%到30%时，缸压峰值高于单一气道喷射，且燃烧性能指标都有所提升。当直喷... 详细信息

为更好优化PODE-汽油双燃料燃烧特性，通过改变其汽油直喷比例和汽油直喷时刻，在利用软件进行数值模拟，研究结果表明：在大负荷工况下，汽油缸内直喷比例在10%到30%时，缸压峰值高于单一气道喷射，且燃烧性能指标都有所提升。当直喷比例高于30%后，缸压峰值降低，燃烧性能指标降低;汽油相对晚喷情况下（-40到-70°），随着喷射时刻的提前，燃烧始点推迟，缸压峰值降低，放热率峰值降，汽油相对早喷情况下（-80到-110°），随着喷射时刻的提前，燃烧均呈现双峰状态，汽油缸内混合气分层更明显，狭隙区域形成较浓汽油混合气，使燃烧区域更广，有助于降低HC和CO的排放。

关键词：数值模拟喷射策略直喷时刻燃烧特性

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喷油压力与夹角对汽油/柴油掺混燃料燃烧性能影响

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机械设计与制造 2025年第4期410卷 78-82页

作者：李腾飞张光德张吴喆武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北武汉430081 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200030

对汽油/柴油掺混燃料发动机,运用Converge软件建立仿真模型,研究改变不同的喷油压力、喷油夹角对汽油/柴油掺混燃料燃烧与排放的影响。喷油压力的提高会使燃烧相位略微提前,燃烧持续期缩短,放热率峰值升高,缸内峰值压力增加,NOx排放少... 详细信息

对汽油/柴油掺混燃料发动机,运用Converge软件建立仿真模型,研究改变不同的喷油压力、喷油夹角对汽油/柴油掺混燃料燃烧与排放的影响。喷油压力的提高会使燃烧相位略微提前,燃烧持续期缩短,放热率峰值升高,缸内峰值压力增加,NOx排放少量增加。喷油夹角较小时,燃料容易在燃烧室凸台积聚,Soot排放较高,随着喷油夹角的增加,在146°时污染物排放显著减少。喷油夹角对柴油/汽油掺混燃料燃烧相位的影响大于喷油压力,在156°燃烧持续期比136°少了9.8°CA。

关键词：喷油压力喷油夹角柴油/汽油数值模拟

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基于气缸套-活塞环磨损的内燃机性能衰退研究

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车用发动机 2023年第5期 1-8,16页

作者：王世年崔毅徐兆辉高礼宁李亚芬侯新荣上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 中国北方发动机研究所(天津) 天津300406

为了研究缸内燃气通过活塞环组窜入曲轴箱后对整机性能的影响,基于内燃机热力学理论,建立了相关的数学模型,包括柴油机性能计算模型、漏气模型和磨损模型。漏气模型考虑了活塞环开口间隙影响下的漏气对性能参数的影响,并基于当量开口间... 详细信息

为了研究缸内燃气通过活塞环组窜入曲轴箱后对整机性能的影响,基于内燃机热力学理论,建立了相关的数学模型,包括柴油机性能计算模型、漏气模型和磨损模型。漏气模型考虑了活塞环开口间隙影响下的漏气对性能参数的影响,并基于当量开口间隙,研究了气缸套-活塞环磨损对内燃机性能的影响。基于Archard模型,由性能衰退规律,预测了柴油机的大修期。计算结果表明,在气缸套最大磨损400μm,第一环磨损200μm时,功率衰退7.52%,标定工况下,有效燃油消耗率增加7.73%。

关键词：漏气气缸套活塞环磨损性能衰退大修期

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进气氛围对汽油/聚甲氧基二甲醚燃烧的影响

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机械设计与制造 2024年第8期402卷 76-79,83页

作者：张吴喆张光德李腾飞武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北武汉430065 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200030

为实现汽油-聚甲氧基二甲醚双燃料发动机的RCCI高效清洁燃烧,运用CONVERGE建立仿真模型,研究了不同进气温度、进气压力对排放和燃烧的影响规律。研究结果表明:进气压力的提高会使燃烧相位提前,放热率峰值先上升后下降;随着进气温度的提... 详细信息

为实现汽油-聚甲氧基二甲醚双燃料发动机的RCCI高效清洁燃烧,运用CONVERGE建立仿真模型,研究了不同进气温度、进气压力对排放和燃烧的影响规律。研究结果表明:进气压力的提高会使燃烧相位提前,放热率峰值先上升后下降;随着进气温度的提高,燃烧相位提前,放热率峰值升高,燃烧持续期变短,且进气温度大于等于330K时,放热率曲线呈现为双峰。进气压力增大到240kPa时能使最大负荷扩展至1.63MPaIMEP,但此时四种污染物的生成量都较高;进气压力在220kPa时,虽然NOx的排放量有所增多,但其他污染物的排放量都较低。进气温度在(320~330)K时动力性和经济性最好,污染物排放量均处于较低的水平。

关键词：聚甲氧基二甲醚进气温度进气压力双燃料 RCCI

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质子交换膜燃料电池超低铂化过程中物质传输的分析与展望

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科学通报 2021年第33期66卷 4240-4255页

作者：程晓静沈水云王超闫晓晖章俊良上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所上海200240 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

居高不下的成本已成为车用质子交换膜燃料电池商业化的最大阻碍.其中,用于阴极氧还原反应的Pt基贵金属催化剂的成本占比最高,降低Pt用量是控制燃料电池成本的关键.然而,一方面,Pt载量的降低会引起阴极氧气传质阻力明显加大,包括催化层... 详细信息

居高不下的成本已成为车用质子交换膜燃料电池商业化的最大阻碍.其中,用于阴极氧还原反应的Pt基贵金属催化剂的成本占比最高,降低Pt用量是控制燃料电池成本的关键.然而,一方面,Pt载量的降低会引起阴极氧气传质阻力明显加大,包括催化层纳米孔道内氧气扩散引起的体相传质阻力和氧气跨越Pt表面超薄离子树脂薄膜导致的局域传质阻力,从而引起电池性能的急剧恶化.另一方面,超低Pt膜电极中的质子传导问题也会降低电池的性能.这是由于离子树脂薄膜的限域作用削弱了离子树脂内部的亲疏水相分离,减少了质子的传输通道和传递效率,造成了较大的欧姆阻抗.本文详细分析了Pt载量不断降低时,阴极催化层内的氧气体相、局域传输以及质子传导规律,及其对电池性能的影响,并针对其作用机制提出了应对策略.

关键词：超低Pt化阴极传质局域传质阻力体相传质阻力质子传导

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船舶柴油机智能控制技术研究进展

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推进技术 2021年第5期42卷 1186-1194页

作者：冷泠石磊桂勇刘博邓康耀上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 中船动力研究院有限公司上海200120

船舶柴油机智能控制技术是将人工智能算法引入到船舶柴油机控制领域,提高复杂时变非线性系统的控制性能。重点针对基于智能控制算法设计的柴油机子系统控制器研究和基于非线性模型预测架构的柴油机在线性能优化研究,对船舶柴油机智能控... 详细信息

船舶柴油机智能控制技术是将人工智能算法引入到船舶柴油机控制领域,提高复杂时变非线性系统的控制性能。重点针对基于智能控制算法设计的柴油机子系统控制器研究和基于非线性模型预测架构的柴油机在线性能优化研究,对船舶柴油机智能控制技术的研究现状和进展进行了综述,并分析了此研究领域所涉及的主要理论和方法。根据船舶柴油机智能控制不同应用需求,重点介绍了智能控制方法在船舶推进柴油机新型燃烧、复杂气系统、转速跟踪等控制问题中的应用,分析了智能控制方法的优缺点,讨论了在船舶柴油机控制领域中智能控制技术的未来研究方向和面临的挑战。

关键词：船舶柴油机控制系统人工智能算法性能优化研究进展综述

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湍流数据同化技术及应用

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航空学报 2021年第4期42卷 161-178页

作者：何创新邓志文刘应征上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学燃气轮机研究院上海200240

近年来数据同化(DA)被引入湍流动力学研究中,通过融合实验测量和数值计算,提高了实验测量的精度和广度,改善了数值模拟的预测性能。实验观测、预测模型和同化算法是数据同化的三要素,湍流研究中的实验观测包括热线风速仪、粒子图像测速... 详细信息

近年来数据同化(DA)被引入湍流动力学研究中,通过融合实验测量和数值计算,提高了实验测量的精度和广度,改善了数值模拟的预测性能。实验观测、预测模型和同化算法是数据同化的三要素,湍流研究中的实验观测包括热线风速仪、粒子图像测速法(PIV)、压力传感器等局部测量数据,预测模型主要指流动控制方程及湍流封闭方程,而同化算法包括贝叶斯推断、集合卡尔曼滤波(EnKF)、伴随等。稳态数据同化一般结合雷诺平均Navier-Stokes(RANS)模型方程,从重新标定模型常数、修正涡黏模型方程形式误差、修正雷诺应力项等方面着手。非稳态的数据同化一般包括四维变分(4DVar)等时间连续的数据同化方式以及顺序数据同化。4DVar通过时间正向和逆向积分迭代,存储量和计算量都非常大。顺序数据同化不需要时间逆向积分,可以在若干时刻对实验观测进行间断地植入,正向求解整个系统。另外,随着人工智能的飞速发展,湍流数据同化研究也向智能化迈进。对于纯数据驱动的湍流机器学习,其缺乏物理本质的约束,而基于物理信息的机器学习在物理本质上与数据同化是一致的。

关键词：湍流数据同化实验测量数值计算机器学习

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甲苯裂解形成碳烟和PAHs的试验研究

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燃烧科学与技术 2022年第5期28卷 563-572页

作者：赵鹏程李昂李新令李铁周校平黄震上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 崇明生态研究院上海202162

基于流动反应器,开展了甲苯裂解过程碳烟颗粒及其前驱物多环芳烃(PAHs)的形成规律的试验研究.选取了在950~1450℃温度范围内3个不同停留时间(0.2s、0.5s、0.8s)下,甲苯裂解反应形成碳烟颗粒粒径分布特性,以及2~7环19种颗粒态PAHs的成分... 详细信息

基于流动反应器,开展了甲苯裂解过程碳烟颗粒及其前驱物多环芳烃(PAHs)的形成规律的试验研究.选取了在950~1450℃温度范围内3个不同停留时间(0.2s、0.5s、0.8s)下,甲苯裂解反应形成碳烟颗粒粒径分布特性,以及2~7环19种颗粒态PAHs的成分谱特征,进一步分析了不同裂解条件下颗粒物的当量毒性.发现甲苯裂解颗粒的生成过程伴随着凝结、凝并和团聚等气溶胶动力学变化,裂解温度越高碳烟颗粒的几何平均粒径越大、颗粒质量越高,颗粒粒径随停留时间增加向大粒子方向偏移;PAHs的浓度随温度的变化多数呈单峰分布,部分呈双峰分布,这与构成分子中的芳香环数和停留时间相关;0.5s颗粒中PAHs当量毒性高于0.8 s和0.2 s时,且峰值位于1050℃左右.

关键词：甲苯裂解流动反应器碳烟粒径分布 PAHs

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