基于大涡模拟的均质压燃发动机的数值模拟研究

均质压燃（HCCI）发动机以其高燃油经济性、低氮氧化物和碳烟排放的突出优越性成为当今最为活跃的研究热点之一，数值模拟在HCCI发动机的研究中发挥了非常重要的作用。本课题将大涡模型（LES）纳入HCCI发动机的多维数值模拟中，通过建立全新基于欧拉-欧拉和欧拉-拉格朗日耦合方法的气液两相喷射模型，阐明高液滴密度环境下湍流流动与液滴运动的相互作用机理。使用一维湍流模型和详细反应动力学机理相结合的方法，研究混合气组分和温度脉动对化学反应速率的作用机理，揭示局部不均匀混合对HCCI燃烧和排放的影响规律。以发动机缸内三维可视化试验数据为依据，建立完整的基于LES的流动、喷雾和燃烧模拟系统，开展HCCI发动机工作过程的多循环计算，为HCCI发动机的研发提供理论指导。本项目深入研究发动机缸内湍流燃烧的基本理论，对LES在气液两相湍流燃烧的应用具有重要的理论意义，对计算燃烧学学科的发展具有重要的学术价值。