通过建立计及喷孔内燃油空化现象的喷嘴流动模型,提出了确定燃油喷射雾化和蒸发计算初始边界条件的预测方法;基于KH-RT不稳定性理论和气泡微爆雾化模型,发展了二甲醚闪急沸腾喷雾蒸发和混合模型,并编制了相应的计算程序;导出了描述闪急沸腾射流不稳定性的色散方程,并对影响二甲醚射流不稳定性的多个因素进行了研究分析;利用首次建立的基于气泡破碎的非现象学液滴蒸发模型与KIVA程序相耦合,对二甲醚燃油喷雾进行了多维数值模拟,计算值与实测值吻合较好;采用先进的测试手段(数字粒子速度场仪DPIV、激光粒度分析仪、激光阴影成像术和高速摄像技术),系统深入地研究了闪急沸腾喷射雾化和蒸发特性及其喷雾发展过程,揭示了DME闪急沸腾和气泡微爆改善喷雾雾化蒸发和混合气形成的作用机理及其影响规律;通过KIVA3V2与化学反应机理的耦合联算,开展了纯DME及其混合燃料闪急沸腾喷雾燃烧与污染物生成的数值模拟研究,发动机性能及其常规与非常规污染物排放的预测值与实测值具有较好的一致性;开展了二甲醚闪急沸腾喷雾燃烧的实机实验研究,提出了利用二甲醚闪急沸腾效应改善HCCI燃烧混合气制备的有效技术途径。
英文主题词Dimethyl ether; Flash boiling; Fuel injection and atomization; Spray vaporization; Spray characteristics