| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-27页 |
| 1.1 研究背景 | 第12-16页 |
| 1.1.1 化石能源日渐紧缺 | 第12-13页 |
| 1.1.2 汽车排放污染加剧 | 第13-14页 |
| 1.1.3 清洁能源需求增长 | 第14-16页 |
| 1.2 氢燃料在汽车上的应用 | 第16-17页 |
| 1.2.1 氢燃料电池 | 第16-17页 |
| 1.2.2 氢燃料内燃机 | 第17页 |
| 1.3 氢燃料内燃机的研发历程 | 第17-19页 |
| 1.4 氢燃料内燃机研究现状 | 第19-25页 |
| 1.4.1 氢空气层流燃烧特性 | 第19-21页 |
| 1.4.2 氢空气燃烧机理研究 | 第21-23页 |
| 1.4.3 氢内燃机的NO_x控制研究 | 第23-25页 |
| 1.5 论文的内容和章节安排 | 第25-27页 |
| 第二章 仿真工具和测试平台 | 第27-47页 |
| 2.1 层流燃烧特性测试手段 | 第27-33页 |
| 2.1.1 层流燃烧测试概述 | 第27-29页 |
| 2.1.2 定容燃烧弹测试设备 | 第29-33页 |
| 2.2 化学反应机理研究手段 | 第33-36页 |
| 2.2.1 CHEMKIN组成和求解 | 第33-34页 |
| 2.2.2 仿真模型和控制方程 | 第34-36页 |
| 2.2.3 PREMIX模型的速度计算 | 第36页 |
| 2.3 氢内燃机三维仿真模型 | 第36-43页 |
| 2.3.1 仿真软件选择 | 第37-38页 |
| 2.3.2 CONVERGE的组成及原理 | 第38-40页 |
| 2.3.3 三维仿真模型的建立和校核 | 第40-43页 |
| 2.4 氢燃料内燃机试验平台 | 第43-46页 |
| 2.4.1 氢燃料内燃机 | 第43-45页 |
| 2.4.2 内燃机测试设备 | 第45-46页 |
| 2.5 小结 | 第46-47页 |
| 第三章 稀释条件下的氢空气层流燃烧特性 | 第47-66页 |
| 3.1 试验方法概述 | 第47-51页 |
| 3.1.1 可燃混合气的配比 | 第47-48页 |
| 3.1.2 层流燃烧速度的计算 | 第48-51页 |
| 3.2 定容燃烧弹内的火焰传播 | 第51-53页 |
| 3.2.1 火焰的产生和发展过程 | 第51-52页 |
| 3.2.2 层流燃烧火焰测试区域 | 第52-53页 |
| 3.3 浓度和温度对层流燃烧的影响 | 第53-56页 |
| 3.4 N_2稀释下的层流燃烧特性 | 第56-61页 |
| 3.4.1 稀释率的成分和含量 | 第56-57页 |
| 3.4.2 稀释率对层流燃烧的影响 | 第57-61页 |
| 3.5 H_2O+N_2稀释下的层流燃烧特性 | 第61-65页 |
| 3.5.1 稀释气体成分随稀释率的变化 | 第61-62页 |
| 3.5.2 H_2O+N_2下的层流燃烧特性 | 第62-65页 |
| 3.6 小结 | 第65-66页 |
| 第四章 氢空气燃烧化学反应机理及其简化 | 第66-86页 |
| 4.1 概述 | 第66-68页 |
| 4.2 氢氧燃烧详尽反应机理选择 | 第68-71页 |
| 4.2.1 氢氧燃烧详尽反应机理综述 | 第68-70页 |
| 4.2.2 GRI-3.0 氢氧燃烧详尽反应机理 | 第70-71页 |
| 4.3 化学反应机理的简化方法 | 第71-72页 |
| 4.3.1 敏感性和生成率分析 | 第71-72页 |
| 4.3.2 主要组分和路径分析 | 第72页 |
| 4.4 H-O-N详尽反应机理分析与简化 | 第72-82页 |
| 4.4.1 骨架机理的构建 | 第73页 |
| 4.4.2 基于H_2O的敏感性、生成率及H_2氧化路径分析 | 第73-76页 |
| 4.4.3 基于NO的敏感性、生成率及N_2氧化路径分析 | 第76-80页 |
| 4.4.4 简化反应机理确定 | 第80-82页 |
| 4.5 简化反应反应机理的验证 | 第82-84页 |
| 4.5.1 层流燃烧速度验证 | 第82-83页 |
| 4.5.2 温度和层流燃烧速度的空间分布验证 | 第83-84页 |
| 4.6 简化机理在稀释条件下的适用性 | 第84-85页 |
| 4.7 本章小结 | 第85-86页 |
| 第五章 氢内燃机燃烧特性及EGR控制策略 | 第86-109页 |
| 5.1 氢空气混合特性研究方法 | 第86-87页 |
| 5.2 氢内燃机进气及混合特性 | 第87-92页 |
| 5.2.1 喷射模型及仿真设置 | 第87页 |
| 5.2.2 氢气的喷射和流动 | 第87-88页 |
| 5.2.3 氢气的进气与混合 | 第88-91页 |
| 5.2.4 氢空气混合均匀性 | 第91-92页 |
| 5.3 内燃机缸内缸内燃烧特性研究 | 第92-100页 |
| 5.3.1 燃烧模型及设置 | 第92-93页 |
| 5.3.2 OH在燃烧过程中的分布 | 第93-96页 |
| 5.3.3 缸内压力及温度的变化 | 第96-98页 |
| 5.3.4 排放物NO的生成规律 | 第98-100页 |
| 5.4 不同浓度下的缸内燃烧和排放特性 | 第100-101页 |
| 5.4.1 缸内压力和燃烧持续期的变化 | 第100页 |
| 5.4.2 缸内温度和NO生成排放规律 | 第100-101页 |
| 5.5 热EGR条件下的缸内燃烧和排放特性 | 第101-105页 |
| 5.5.1 EGR条件下的进气成分和负荷率 | 第102-103页 |
| 5.5.2 缸内压力和燃烧速度随EGR率的变化 | 第103-104页 |
| 5.5.3 缸内温度和NO随EGR率的变化 | 第104-105页 |
| 5.6 高负荷时的氢内燃机控制策略 | 第105-107页 |
| 5.7 本章小结 | 第107-109页 |
| 第六章 结论与展望 | 第109-113页 |
| 6.1 主要研究成果与结论 | 第109-110页 |
| 6.2 本文主要创新点 | 第110-112页 |
| 6.3 展望 | 第112-113页 |
| 参考文献 | 第113-122页 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 | 第122-123页 |
| 致谢 | 第123页 |