检索结果-内蒙古大学图书馆

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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掺氨燃烧对轴向分级燃烧室二级燃烧火焰及排放特性的影响

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动力工程学报 2025年第06期 822-827页

作者：肖运来李昱泽李原森葛冰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

为了分析甲烷和氨气燃料轴向分级燃烧的二次区流场、火焰结构及排放的规律，使用高频粒子图像速度分析仪（PIV）和OH*基自发光技术，探究常压条件下，动量通量比为6、射流角为135°的预混二次燃烧器使用不同种类的燃料轴向分级燃烧... 详细信息

为了分析甲烷和氨气燃料轴向分级燃烧的二次区流场、火焰结构及排放的规律，使用高频粒子图像速度分析仪（PIV）和OH*基自发光技术，探究常压条件下，动量通量比为6、射流角为135°的预混二次燃烧器使用不同种类的燃料轴向分级燃烧二次区流场结构、再燃火焰形态以及污染物排放特性。结果表明：当射流角为135°时，二次区场会在射流出口下游形成较大面积的低速回流区，有利于火焰传播速度较慢的燃料稳定燃烧；当使用甲烷掺氨为二次燃料时，再燃火焰位置向上游偏移，有更长的高温化学停留时间；开始掺氨燃烧时，随着掺氨比增加，射流火焰从连续火焰转变为脱体火焰，氨气射流火焰反应区拉长，留有充足反应距离可降低排放，所以排放量在脱体火焰形态时逐渐降低。

关键词：燃料轴向分级射流角再燃火焰形态污染物排放氨气

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基于血红素衍生的中空非贵金属催化剂氧还原反应电催化活性

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物理化学学报 2021年第3期37卷 88-95页

作者：李琳沈水云魏光华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 上海交通大学巴黎高科学院上海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

血红素作为一种天然金属大环化合物常被用于制备非贵金属电催化剂用于燃料电池阴极的氧还原反应,但是其电催化活性仍有待提升。本文以氯化钠作为模板设计合成了一种中空的铁基非贵金属电催化剂Hemin-HD(Hemin hollow derivative),在碱... 详细信息

血红素作为一种天然金属大环化合物常被用于制备非贵金属电催化剂用于燃料电池阴极的氧还原反应,但是其电催化活性仍有待提升。本文以氯化钠作为模板设计合成了一种中空的铁基非贵金属电催化剂Hemin-HD(Hemin hollow derivative),在碱性介质中该催化剂可以高效地催化氧还原反应。结合透射电镜、X射线衍射、比表面积分析和X射线光电子能谱等物理化学表征可知,与无模板制备的电催化剂Hemin-D(Hemin derivative)相比,Hemin-HD电催化剂比表面积提升了6.5倍,孔容积增加了3.8倍。这主要是由于该电催化剂中空结构的设计使得催化活性位可以同时分散在内表面和外表面,比表面积的增加加强了活性位点的暴露,提高了活性位点密度。此外,Hemin-HD电催化剂中的孔道结构可以有效地改善氧气传质速率,加强活性位点与反应物之间的接触,从而有效提高催化剂的氧还原活性。

关键词：氧还原反应非贵金属催化剂血红素氯化钠模板中空

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翼型流动分离的EnKF非稳态数据同化

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气体物理 2024年第3期9卷 35-45页

作者：张禹瑶何创新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

为了改善RANS模型对流动分离现象的预测性能,针对NACA0012翼型绕流,采用基于非稳态计算的集合Kalman滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)数据同化方法,结合粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)数据对SST湍流模型的模型常数进... 详细信息

为了改善RANS模型对流动分离现象的预测性能,针对NACA0012翼型绕流,采用基于非稳态计算的集合Kalman滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)数据同化方法,结合粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)数据对SST湍流模型的模型常数进行了修正,对比分析了不同模型常数扰动幅度、不同集合样本数目下稳态数据同化和非稳态数据同化的预测结果差异。研究结果表明,相对于稳态计算,非稳态计算能够增强数值模拟的稳健性,从而可以在较大的扰动幅度下,改善RANS模型的初始预测分布。稳态数据同化在模型常数扰动幅度较大或者样本数目较少时存在明显缺陷,非稳态的数据同化具有更好的鲁棒性,能够在更大扰动幅度和更少样本数下得到最优的湍流模型常数,对流场的预测更加准确。

关键词：非稳态数据同化集合Kalman滤波流动分离模型常数优化翼型

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