船用柴油机喷雾减速过程的现象学模型构建与试验验证

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51509051
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1102.船舶工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Phenomenological combustion model is the most practical approach for parametric study on combustion control of diesel engines, and has been applied for developing marine diesel engines as an important tool. As a prerequisite of the phenomenological combustion model development, phenomenological spray models can not describe the spray behavior during the decelerating process after the end-of-injection (EOI), which reduces the prediction accuracy of phenomenological combustion model on combustion process of diesel engines with new concept combustion modes. Thus, the aim of this study is to develop a phenomenological spray model based on theoretical research and experimental validation, which is able to describe the spray decelerating process. This work will be the basis of phenomenological diesel combustion model development, furthermore supply the theoretical and technical support for our independent research and development of high-efficient and clean marine diesel engines. In this study, according to the analysis of the diesel spray propagation process using the momentum theory and turbulent jet theory, especially for the spray decelerating process after the EOI, then the phenomenological calculation method of spray penetration and air entrainment rate will be proposed in for constant and variable injection rate cases. Meanwhile, the investigations on high resolution imaging technology of schlieren will be performed. Based on that, the spray penetration including spray during decelerating process under non-combustion conditions will be measured, and then the validation and optimization of the developed spray model will be carried out. The phenomenological spray model developed in this study can not only be used for diesel sprays, but also has the potential to be popularized for fluid jets in other power plants.
现象学燃烧模型是开展柴油机燃烧控制参数化研究最为实用的手段,已经成为船用柴油机开发的重要工具。但是,作为构建现象学燃烧模型的基础,现象学喷雾模型还无法描述燃油喷射结束后喷雾的减速过程,严重降低了现象学燃烧模型对新概念燃烧模式下柴油机燃烧过程预测的准确性。因此,本课题旨在通过理论研究和试验验证建立能够描述喷雾减速过程的现象学喷雾模型,为现代先进柴油机的现象学燃烧模型开发提供建模基础,为我国自主研发高效清洁的船用柴油机提供理论与技术支持。研究主要利用动量理论和湍流射流理论对柴油喷雾的发展过程进行分析,重点针对燃油喷射结束后喷雾的减速过程,在恒定和非恒定喷射率情况下,提出能够准确计算喷雾贯穿长度和空气卷吸率的现象学计算方法。研究高清晰度的纹影成像技术,在非燃烧条件下测量喷雾减速过程中的贯穿长度,从而验证和优化喷雾模型。该现象学喷雾模型不仅适用于柴油喷雾,也可以向其它动力装置内流体射流推广。

结项摘要

本项目通过理论研究和试验验证建立能够描述喷雾减速过程的现象学柴油喷雾模型。项目首先面向船用柴油机喷雾可视化试验,开发了具有170mm可视直径的大视场喷雾测量试验系统,提出了多喷孔喷雾反射式阴影成像技术,获得非恒定喷油率条件下喷雾图像。首次利用可调谐激光光谱技术测量水蒸气浓度,从而实现可蒸发柴油喷雾贯穿距离的准确测量。基于试验分析与验证,开发了恒定喷射率的现象学喷雾模型,推导了喷射结束后喷雾贯穿距离的解析式。进一步定义了非恒定喷射率条件下喷雾结束时刻和有效喷射速率,开发了非恒定喷射率情况下现象学喷雾模型,为新燃烧模式下喷雾混合和火焰的分析奠定了理论基础。在此基础上,将所开发的现象学喷雾模型应用到多次喷射条件下的燃烧过程分析与仿真。同时,针对重油喷雾,考虑了粘性对喷雾前端速度和浓度分布的影响,将模型推广至重油喷雾贯穿距离的评估。本项目的研究为新技术条件下柴油机现象学燃烧模型的开发提供建模基础,支撑我国现代先进船用柴油机的自主创新与研发。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(7)
柴油微喷喷雾的CFD建模研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    内燃机工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈曦明;刘龙
  • 通讯作者:
    刘龙
Measurement of H2Oconcentration by tunalbe laser absorption spectroscopy technique with a Tm:YAPsolid-state laser
采用 Tm:YAP 固体激光器的 Tunalbe 激光吸收光谱技术测量 H2O 浓度
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Optik
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    刘龙;谢文强;杨晓涛
  • 通讯作者:
    杨晓涛

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其他文献

基于多目标人工鱼群算法的符号回归
  • DOI:
    10.7641/cta.2019.80896
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    控制理论与应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘庆;任海鹏;姚俊良;刘龙
  • 通讯作者:
    刘龙
基于多向次序关联的AOA量测数据关联
  • DOI:
    10.12263/dzxb.20181053
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鹏;姬红兵;刘龙;张文博
  • 通讯作者:
    张文博
热磨机磨片齿刃比负荷对木纤维形态的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    木材工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘龙;花军;张绍群;陈光伟
  • 通讯作者:
    陈光伟
二烯丙三硫对乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖和侵袭的抑制及对uPA系统的调节
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    山东大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晶;王春妮;戚美;王妍;刘龙;韩博
  • 通讯作者:
    韩博
噪声野值下的学生t分布混合CPHD滤波
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西安电子科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王明杰;姬红兵;刘龙
  • 通讯作者:
    刘龙

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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