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简介
本书系统地研究了结构参数、运转参数对柴油机燃烧及排放的影响。主要内容包括：柴油机多维数值模拟计算模型，柴油机燃烧模拟模型的建立及其验证，燃烧室形状、喷孔夹角、喷射位置、喷油提前角、EGR、喷油规律、预喷射、后喷射、进气温度对柴油机性能的影响等。本书可供高等院校汽车和内燃机或相关动力装置专业的本科生或研究生使用，也可供相关专业的高校教师、工程技术人员和科技工作者参考。
目录
第1章 绪论 1
1.1 柴油机的发展所面临的问题 1
1.1.1 能源问题 1
1.1.2 环境问题 3
1.2 柴油机工作过程数值模拟的研究现状 7
1.3 柴油机燃烧过程分析 10
1.4 FIRE软件介绍 14
1.4.1 FIRE软件组成 14
1.4.2 FIRE软件优点 16
1.5 本书的主要研究内容 19
第2章 柴油机多维数值模拟计算模型 21
2.1 基本守恒方程 21
2.1.1 质量守恒方程 22
2.1.2 动量守恒方程 22
2.1.3 能量守恒方程 22
2.1.4 组分守恒方程 23
2.2 湍流模型 23
2.3 燃油喷雾模型 25
2.3.1 基本方程 26
2.3.2 蒸发模型 27
2.3.3 破碎模型 29
2.3.4 碰壁模型 30
2.3.5 湍流耗散模型 31
2.4 燃烧排放模型 32
2.4.1 着火模型 32
2.4.2 燃烧模型 33
2.4.3 NOx排放模型 34
2.4.4 碳烟排放模型 36
2.5 本章小结 38
第3章 柴油机燃烧模拟模型的建立及其验证 40
3.1 柴油机参数 40
3.2 建立三维模型及生成计算网格 41
3.3.1 三维模型的建立 41
3.3.1 网格划分 42
3.3 确定计算条件 45
3.3.1 确定初始计算条件 45
3.3.2 确定边界条件 45
3.4 确定计算模型 46
3.5 性能仿真模型的验证 47
3.6 本章小结 48
第4章 燃烧室形状对柴油机性能的影响 49
4.1 燃烧室形状对混合气形成过程的影响 51
4.1.1 缸内气流运动分析 51
4.1.1 动能分析 53
4.2 燃烧室形状对燃烧过程的影响 54
4.2.1 缸内温度、浓度和压力分析 55
4.2.2 燃烧放热分析 59
4.3 燃烧室形状对排放的影响 60
4.3.1 氮氧化合物排放分析 60
4.3.2 碳烟排放分析 62
4.3.3 排气温度分析 64
4.4 本章小结 65
第5章 喷孔夹角对柴油机性能的影响 66
5.1 喷孔夹角对混合气的形成的影响 66
5.2 喷孔夹角对燃烧过程的影响 68
5.3 喷孔夹角对排放的影响 72
5.3.1 氮氧化合物排放分析 72
5.3.2 碳烟排放分析 74
5.4 本章小结 76
第6章 喷射位置对柴油机性能的影响 77
6.1 喷射位置对混合气形成过程的影响 77
6.2 不同喷射位置对燃烧过程的影响 81
6.2.1 不同喷射位置对缸内压力的影响 81
6.2.2 不同喷射位置对燃烧放热的影响 82
6.2.3 不同喷射位置对缸内温度的影响 83
6.3 不同喷射位置对排放的影响 87
6.3.1 氮氧化合物排放分析 87
5.3.1 碳烟排放分析 89
6.4 本章小结 92
第7章 喷油提前角对柴油机性能的影响 93
7.1 喷油提前角对混合气形成过程的影响 94
7.1.1 缸内气流运动分析 94
7.1.2 缸内气流浓度分析 96
7.2 喷油提前角对燃烧过程的影响 98
7.2.1 缸内温度和压力分析 98
7.2.2 燃烧放热分析 101
7.3 喷油提前角对排放的影响 103
7.3.1 氮氧化合物排放分析 103
7.3.2 碳烟排放分析 105
7.4 本章小结 107
第8章 EGR对柴油机性能的影响 109
8.1 EGR对燃烧过程的影响 110
8.1.1 燃烧放热分析 110
8.1.2 缸内当量比分析 111
8.1.3 缸内温度和压力分析 112
8.2 EGR对排放的影响 114
8.2.1 氮氧化合物排放分析 114
8.2.2 碳烟排放的分析 116
8.3 本章小结 118
第9章 喷油规律对柴油机性能的影响 119
9.1 喷油规律对滞燃期的影响 120
9.2 喷油规律对燃烧过程的影响 122
9.3 喷油规律对排放的影响 126
9.3.1 氮氧化合物排放分析 126
9.3.2 碳烟排放分析 127
9.4 本章小结 128
第10章 预喷射对柴油机性能的影响 129
10.1 预喷射缸内压力的影响 130
10.2 预喷射缸内温度的影响 132
10.3 预喷射对排放的影响 134
10.3.1 氮氧化合物排放分析 134
10.3.2 碳烟排放分析 136
10.4 本章小结 137
第11章 后喷射对柴油机性能的影响 139
11.1 后喷射对缸内压力的影响 140
11.2 后喷射对燃烧放热率的影响 142
11.3 后喷射对缸内温度的影响 144
11.4 后喷射对排放的影响 146
11.4.1 后喷射对NO排放的影响 146
11.4.2 后喷射对碳烟排放的影响 148
11.5 本章小结 150
第12章 进气温度对柴油机性能的影响 151
12.1 进气温度对混合气形成的影响 151
12.1.1 缸内气流运动分析 151
12.1.2 缸内湍动能分析 153
12.2 进气温度对燃烧过程的影响 156
12.3 进气温度对排放过程的影响 160
12.3.1 氮氧化合物排放分析 160
12.3.2 碳烟排放分析 160
12.4 本章小结 161
参考文献 163
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