正丁醇-柴油混合燃料低溫燃燒過(guò)程數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告

正丁醇—柴油混合燃料低溫燃燒過(guò)程數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告一、研究背景及意義柴油是內(nèi)燃機(jī)燃料的重要組成部分，具有高能量密度、高溫高壓下易燃燒等優(yōu)點(diǎn)。然而，柴油燃料在低溫環(huán)境下的燃燒難度較大，容易出現(xiàn)爆震、噪聲等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了柴油機(jī)的性能。而添加正丁醇作為混合燃料，有望改善柴油在低溫環(huán)境下的燃燒性能。因此，本研究旨在對(duì)正丁醇—柴油混合燃料在低溫環(huán)境下的燃燒過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，旨在探究正丁醇對(duì)柴油在低溫燃燒中的影響，為燃料設(shè)計(jì)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)研制提供理論支持。二、研究?jī)?nèi)容與方法本研究主要分為以下兩個(gè)部分：1.正丁醇—柴油混合燃料低溫燃燒數(shù)值模擬。首先，構(gòu)建正丁醇—柴油混合燃料燃燒數(shù)值模型，利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）軟件對(duì)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的混合燃料在低溫環(huán)境下的燃燒過(guò)程進(jìn)行模擬。主要涉及氣相流動(dòng)、燃料噴霧、混合物形成、化學(xué)反應(yīng)等機(jī)理。2.燃燒參數(shù)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)模擬結(jié)果，分析正丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)低溫燃燒參數(shù)的影響，如點(diǎn)火延遲時(shí)間、燃燒率、峰值溫度等。進(jìn)一步優(yōu)化正丁醇—柴油混合燃料比例及噴霧參數(shù)，以尋求最佳燃燒性能。三、預(yù)期研究成果1.正丁醇—柴油混合燃料在低溫環(huán)境下的燃燒機(jī)理。通過(guò)數(shù)值模擬，探究正丁醇在低溫燃燒中的作用機(jī)理，如其對(duì)噴霧、混合物形成及燃燒反應(yīng)的影響。2.正丁醇—柴油混合燃料比例及噴霧參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于模擬結(jié)果，尋求最佳正丁醇—柴油混合燃料比例及噴霧參數(shù)，以優(yōu)化燃料設(shè)計(jì)及提高柴油機(jī)的性能。四、可能面臨的困難及解決方法1.數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或缺乏相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。解決方法：依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料，進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2.復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理難以模擬。解決方法：結(jié)合實(shí)際情況，簡(jiǎn)化化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，選取合適的反應(yīng)機(jī)理并進(jìn)行優(yōu)化。3.模擬時(shí)間和計(jì)算資源等限制。解決方法：利用高性能計(jì)算機(jī)等計(jì)算資源，以及合理設(shè)計(jì)計(jì)算方案，減少計(jì)算時(shí)間和資源消耗。五、研究計(jì)劃及預(yù)算本研究擬在18個(gè)月內(nèi)完成，主要工作計(jì)劃如下：第1-3個(gè)月：綜述相關(guān)文獻(xiàn)，建立正丁醇—柴油混合燃料燃燒模型，研究相關(guān)機(jī)理。第4-9個(gè)月：對(duì)正丁醇—柴油混合燃料在低溫環(huán)境下的燃燒過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得出模擬數(shù)據(jù)。第10-12個(gè)月：分析模擬結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計(jì)正丁醇—柴油混合燃料比例及噴霧參數(shù)。第13-15個(gè)月：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，校驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。第16-18個(gè)月：撰寫研究報(bào)告和相關(guān)論文，進(jìn)行研究成果展示和交流。預(yù)算如下（單位：萬(wàn)元）：設(shè)備費(fèi)：30材料費(fèi)：5測(cè)試費(fèi)：10出版及交流費(fèi)：5合計(jì)：50六、參考文獻(xiàn)1.Chen,Y.,Luo,Z.,Kang,Y.,Yang,H.,Xu,M.,&Huang,Z.(2018).Combustioncharacteristicsofn-butanol/dieselblendsinadieselengine.AppliedEnergy,211,987-997.2.Menon,K.,Povi,K.,&Varma,A.K.(2019).Experimentalandnumericalstudyonthepropertiesandcombustionbehaviorofn-butanol/gasoline/DEEblendsinadualfuelHCCIengine.CombustionandFlame,204,9-25.3.Hsieh,C.-T.,Lin,K.-Y.,&Chen,R.-H.(2020).Experimentalandnumericalanalysisoncombustionandemissioncharacteristicsofethano