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高效清洁燃烧

摘要

进气道的结构对摆线转子发动机燃烧室内涡的分布、混合气的形成以及燃烧过程有决定性的影响，因此研究进气道偏转角度对缸内气流运动的影响对提升摆线转子发动机的性能有重要意义。本文采用计算流体力学和化学反应动力学方法，建立了摆线转子发动机缸内流动与燃烧数值模拟模型，并通过试验数据验证了模型的准确性，再使用Omega涡识别法研究了进气道偏转角度对缸内涡结构的影响以及摆线转子发动机性能与涡之间的关系。研究结果表明，进气道偏转角度虽然几乎不改变进入缸内的燃料质量，但是提升了主进气阶段缸内14.6%的平均气流速度，提升压缩上止点19.1%的燃料已燃质量分数；同时，缸内气流速度的增大还提升了平均滚流比与湍流动能，分别为186.5%和25.5%；此外，进气道偏转角度较大程度地改变了缸内涡的分布，这是不同进气道偏转角度的摆线转子发动机具有不同燃烧性能的原因；其中，进气道偏转16 °的方案有最大的强涡体积和缸内平均压力，分别比原始方案强涡的体积和缸内平均压力大1323.6%和5.3%。该研究结果可为摆线转子发动机进气道结构的优化设计提供理论指导。进气口截面形状对摆线转子发动机的影响还在分析中。

关键词

摆线转子发动机;进气道偏转角度;涡识别;缸内流动;燃烧性能

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