后喷诱导湍流燃烧场内瞬态碳烟动力学机理的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51576139
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    71.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The spray-combustion interaction in multiple-injection is so complicated that it has not been fully understood today due to the coupling relationship of turbulence with spray, combustion and the formation of soot. This project investigates the impact of turbulence on the interaction between soot particles and fuel droplets under engine-like conditions using advanced measurement techniques, engaging to explore the effect of post-injection on transient soot dynamics. Based on flow field visualization test, the turbulent diffusion of the particles and droplets will be simulated by the application of computational fluid dynamics, and the kinetic energy of particles and droplets will be worked out. The force-separation curves of particles and droplets will be measured to determine the influencing factors of surface energy, and the dissipative energy loss corresponding to the attractive and repulsive force components in the contact area will be developed to establish a complete dynamic model for impact process. The pyrolytic substances will be identified to analyze pyrolysis reactions of fuel droplets on the soot surfaces. A new reaction mechanism will be developed based on the theory of quantum chemistry.The reactions and the parameters sensitive to turbulent fluctuations will be determined, and a closure method for turbulent reaction rate equations will be established.The project will be directed toward the influence of turbulence-chemistry interactions on the formation of soot and developing a new soot model for multiple-injection. A theoretical basis is expected to be presented for the optimization of post-injection strategy and the emissions control technologies of diesel engines.
多次喷射柴油机的燃烧过程十分复杂,湍流、喷雾、燃烧及排放物生成交织在一起,迄今仍无完善理论对此准确描述。申请项目拟利用光学发动机、定容燃烧弹等,结合先进测试仪器,着重研究柴油机缸内碳烟、油雾碰撞粘附,粘附油雾燃烧、裂解等过程,以及湍流对这些过程的影响,探索后喷策略对碳烟瞬态动力学过程的影响规律。基于流场测量,采用计算流体力学方法研究碳烟、油雾的微观湍流扩散机理,分析碳烟、油雾动能的变化规律。测量碳烟油雾之间的力曲线,确定表面能的影响因素,计算碰撞过程中的阻尼能量耗散,建立碳烟油雾粘附碰撞理论模型。测量粘附油雾裂解残留物成分,分析粘附油雾在碳烟表面可能发生的各种反应,运用量子化学计算方法,构建反应动力学模型。分析受湍流脉动控制的主要反应以及主要参数,确定湍流反应速率方程的封闭方法,建立多次喷射柴油机缸内湍流燃烧-碳烟颗粒复杂化学反应相互作用的理论模型,提出后喷优化策略及碳烟排放控制方法。

结项摘要

多次喷射柴油机缸内燃烧过程十分复杂,湍流、喷雾、燃烧及排放物生成交织在一起,迄今仍无完善理论对此准确描述。项目利用光学发动机、定容燃烧弹等,结合先进测试仪器,研究了后喷诱导作用与喷射策略关系及其对缸内碳烟生成过程的影响机理。探索了后喷诱导作用的控制机制,研究了后喷诱导作用对主喷火焰宏观运动和微观脉动的影响,分析了后喷诱导作用对碳烟生成和氧化过程的影响。基于对颗粒的三维形貌重构和力学特性测量,归纳了颗粒形态学参数的影响因素,分析了颗粒形貌特性与颗粒力学特性的关系,研究了控制碳烟颗粒间相对运动的范德华力和静电力,探索了颗粒碰撞过程中阻尼能量耗散及颗粒粘附能和动能的作用机理。为了分析后喷诱导作用对颗粒理化特性的影响,测量了碳烟的有序化程度,研究了主后喷间隔对柴油机排放颗粒物的有序化程度的影响规律;测量了碳烟表面脂肪族C-H变化规律,探索了颗粒中脂肪族碳氢官能团的含量随发动机工况的变化规律;测量了碳烟O/C、C-OH、C=O和sp3/sp2变化规律,研究了后喷燃油燃烧对主喷燃油生成颗粒物的氧化能力;测量了不同喷射策略下碳烟的氧化活性,研究了燃烧组织参数和诱导作用对碳烟氧化活性的影响。运用量子化学计算方法,构建了反应动力学模型,推测了热力学上可行的反应路径,修正了碳氢氧化过程中链分支反应机理,结合火焰中各种组分浓度分布及变化规律,确定了不同组分之间相互作用的新途径以及关键中间组分。研究结果为后喷优化策略的实施及碳烟排放控制方法的制定奠定了坚实的理论基础。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(4)
专利数量(1)
Theoretical Study on the Kinetics for the Reactions of Heptyl Radicals with Methanol
庚基与甲醇反应动力学的理论研究
  • DOI:
    10.1007/s40242-018-8026-0
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Chemical Research in Chinese Universities
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Zhongrui Zhao;Jinou Song;Boyang Su;Xiaowen Wang
  • 通讯作者:
    Xiaowen Wang
Ab initio and direct dynamics study on the hydrogen abstraction reaction C2H3 + CH3CHO
C2H3 CH3CHO 夺氢反应的从头算和直接动力学研究
  • DOI:
    10.1016/j.comptc.2015.11.018
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Computational and Theoretical Chemistry
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Song, Jinou;Song, Chonglin;Lv, Gang;Li, Zhijun
  • 通讯作者:
    Li, Zhijun
Kinetic Study and Rate Coefficient Calculations of the Reaction of 1‑Hydroxyethyl Radical with Nitric Oxide
1-羟乙基自由基与一氧化氮反应的动力学研究及速率系数计算
  • DOI:
    10.1021/acs.jpca.9b03500
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    The Journal of Physical Chemistry A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaowen Wang;宋金瓯;Zhongwei Meng
  • 通讯作者:
    Zhongwei Meng
Mechanistic Study of the Reactions of Methyl Peroxy Radical with Methanol or Hydroxyl Methyl Radical
甲基过氧自由基与甲醇或羟甲基自由基反应的机理研究
  • DOI:
    10.1021/acs.jpca.7b09988
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zhao Zhongrui;Song Jinou;Su Boyang;Wang Xiaowen;Li Zhijun
  • 通讯作者:
    Li Zhijun
Ab initio and direct dynamics study on the C2H3 CH3CH2OH reaction
C2H3 CH3CH2OH 反应的从头算和直接动力学研究
  • DOI:
    10.1080/00268976.2015.1102347
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Molecular Physics
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    陈朝旭;宋金瓯;宋崇林;吕刚;李志军
  • 通讯作者:
    李志军

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

Atom force microscopy analysis of the morphology ,attractive force, adhesive force and Young’s modulus of diesel in-cylinder soot particles
柴油缸内烟灰颗粒形貌、吸引力、附着力和杨氏模量的原子力显微镜分析
  • DOI:
    10.1016/j.combustflame.2015.09.025
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Combustion and Flame
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    陈男;宋崇林;吕刚;宋金瓯;高俊华;张仲荣
  • 通讯作者:
    张仲荣
Pt对Ba-Ce/γ-Al_2O_3催化剂低温还原和脱除NO_x的影响
  • DOI:
    10.16236/j.cnki.nrjxb.201703036
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    内燃机学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王攀;罗鹏;雷利利;殷俊晨;宋金瓯
  • 通讯作者:
    宋金瓯
Experimental study of nitropropane pyrolysis with molecular-beam mass spectrometry and tunable synchrotron VUV photoionization. Part I. The flow reactor pyrolysis of 1-nitropropane
分子束质谱和可调同步加速器VUV光电离硝基丙烷热解实验研究。
  • DOI:
    10.1016/j.jaap.2021.105051
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Yongdi He;宋金瓯;Yuan Zhuang;Jiuzhong Yang;Zhongwei Meng
  • 通讯作者:
    Zhongwei Meng
Experimental and numerical investigation of evaporation and the dependence of flash points on the ignition spots at an open-cup method
开杯法中蒸发的实验和数值研究以及闪点对着火点的依赖性
  • DOI:
    10.1016/j.tca.2022.179417
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Thermochimica Acta
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Jibiao Xie;宋金瓯;Ce Ding
  • 通讯作者:
    Ce Ding
Modelling soot emission from a direct injection diesel engine fuelled with diesel-methanol dual fuel
对使用柴油-甲醇双燃料的直喷柴油发动机的烟灰排放进行建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Combustion Theory and Modelling
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    宋金瓯;Wang, Hongfu;Liu, Yike;Yao, Chunde
  • 通讯作者:
    Yao, Chunde

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

宋金瓯的其他基金

极端条件下柴油机低温着火极限拓展的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
氮氧化物与小烃(基)反应及硝基烃生成机理的研究
  • 批准号:
    51876141
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
柴油机相似条件下颗粒/燃料/空气预混火焰动力学及燃烧反应机理的研究
  • 批准号:
    51276126
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
柴油机燃烧过程中碳烟纳观结构对颗粒氧化、聚并增长影响机理的研究
  • 批准号:
    51076116
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
利用同步辐射方法研究调和汽油的燃烧机理
  • 批准号:
    50676065
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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

        graph TD
          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]
      
关闭
close
客服二维码