| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第15-45页 |
| 1.1 选题背景及意义 | 第15-17页 |
| 1.2 微型发动机的研究现状与进展 | 第17-27页 |
| 1.2.1 微型燃气轮机 | 第17-18页 |
| 1.2.2 微型转子发动机 | 第18-20页 |
| 1.2.3 微型摆式发动机 | 第20-21页 |
| 1.2.4 微型磁性自由活塞发动机 | 第21-22页 |
| 1.2.5 微型对置自由活塞发动机 | 第22页 |
| 1.2.6 微型HCCI自由活塞发动机 | 第22-23页 |
| 1.2.7 微型HCCI自由活塞发动机燃烧实验研究 | 第23-24页 |
| 1.2.8 自由活塞发动机的HCCI燃烧过程特点分析 | 第24-25页 |
| 1.2.9 开发微型发动机面临的挑战和解决途径 | 第25-27页 |
| 1.3 微尺度催化燃烧的研究现状 | 第27-39页 |
| 1.3.1 微尺度燃烧 | 第28-30页 |
| 1.3.2 催化燃烧 | 第30-33页 |
| 1.3.3 催化燃烧与微型动力系统的结合与发展 | 第33-34页 |
| 1.3.4 数值方法模拟微尺度催化燃烧 | 第34-35页 |
| 1.3.5 催化燃烧数值模拟中的数学模型 | 第35-37页 |
| 1.3.6 表面详细反应机理的建立 | 第37-39页 |
| 1.3.7 烷烃在微管中催化燃烧的数值计算 | 第39页 |
| 1.4 催化燃烧在发动机中的应用 | 第39-43页 |
| 1.4.1 催化燃烧在传统内燃机中的应用 | 第39-41页 |
| 1.4.2 HCCI燃烧数值模拟的计算模型 | 第41-43页 |
| 1.4.3 催化燃烧在HCCI发动机中的应用 | 第43页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第43-45页 |
| 第二章 微型HCCI自由活塞发动机燃烧过程单区模型模拟 | 第45-61页 |
| 2.1 物理模型 | 第45页 |
| 2.2 数学模型 | 第45-48页 |
| 2.2.1 模型假设 | 第45-46页 |
| 2.2.2 绝热压缩模型 | 第46-47页 |
| 2.2.3 绝热定容燃烧模型 | 第47页 |
| 2.2.4 绝热膨胀做功模型 | 第47-48页 |
| 2.3 化学反应动力学模型 | 第48-49页 |
| 2.4 模型验证及计算分析 | 第49-60页 |
| 2.4.1 模型初始条件及参数 | 第49-50页 |
| 2.4.2 着火点的确定 | 第50-53页 |
| 2.4.3 燃烧过程 | 第53-54页 |
| 2.4.4 膨胀过程 | 第54-56页 |
| 2.4.5 模型验证及工作特性研究 | 第56-60页 |
| 2.5 本章小结 | 第60-61页 |
| 第三章 微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧模型 | 第61-77页 |
| 3.1 物理模型 | 第61-62页 |
| 3.2 主要控制方程 | 第62-63页 |
| 3.3 湍流模型 | 第63-64页 |
| 3.4 传热模型 | 第64-65页 |
| 3.5 泄漏模型 | 第65页 |
| 3.6 自由活塞运动特性模型 | 第65-66页 |
| 3.7 计算动网格的实现 | 第66-69页 |
| 3.7.1 网格生成 | 第67-68页 |
| 3.7.2 动网格的实现过程 | 第68-69页 |
| 3.8 化学反应动力学模型 | 第69页 |
| 3.9 STAR-CD/KINETICS软件应用与相关输入文件 | 第69-71页 |
| 3.9.1 STAR-CD/KINetics软件应用 | 第69-70页 |
| 3.9.2 KINetics所需输入文件 | 第70页 |
| 3.9.3 机理文件的处理 | 第70-71页 |
| 3.9.4 流场数值解法的选择 | 第71页 |
| 3.10 算例分析及实验验证 | 第71-75页 |
| 3.10.1 模型初始条件及边界条件 | 第71-72页 |
| 3.10.2 活塞运动特性结果分析 | 第72页 |
| 3.10.3 实验对比 | 第72-75页 |
| 3.11 本章小结 | 第75-77页 |
| 第四章 微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧过程数值模拟 | 第77-107页 |
| 4.1 理想微型HCCI自由活塞发动机变参数研究 | 第77-91页 |
| 4.1.1 尺度的影响 | 第77-79页 |
| 4.1.2 初始温度的影响 | 第79-81页 |
| 4.1.3 初始压力的影响 | 第81-83页 |
| 4.1.4 当量比的影响 | 第83-85页 |
| 4.1.5 活塞初始速度的影响 | 第85-88页 |
| 4.1.6 冲程的影响 | 第88-91页 |
| 4.1.7 小结 | 第91页 |
| 4.2 传热对微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧过程的影响 | 第91-99页 |
| 4.3 质量损失相关问题研究 | 第99-104页 |
| 4.3.1 质量损失对微型HCCI自由活塞发动机工作过程的影响 | 第99-103页 |
| 4.3.2 质量损失对做功的影响 | 第103页 |
| 4.3.3 冲程与压缩比对质量损失的影响 | 第103-104页 |
| 4.4 本章小结 | 第104-107页 |
| 第五章 微尺度催化燃烧的数值模拟 | 第107-129页 |
| 5.1 氢气预混合微尺度催化燃烧的数值模拟 | 第108-116页 |
| 5.1.1 物理模型 | 第108页 |
| 5.1.2 数学模型 | 第108-109页 |
| 5.1.3 化学反应动力学模型 | 第109-110页 |
| 5.1.4 边界条件 | 第110页 |
| 5.1.5 不同反应模型的燃烧特性 | 第110-112页 |
| 5.1.6 入口速度的影响 | 第112-114页 |
| 5.1.7 当量比的影响 | 第114-115页 |
| 5.1.8 管径的影响 | 第115-116页 |
| 5.1.9 小结 | 第116页 |
| 5.2 微型管道内氢气催化燃烧的数值模拟 | 第116-121页 |
| 5.2.1 物理模型 | 第116-117页 |
| 5.2.2 导热壁的影响 | 第117-118页 |
| 5.2.3 管壁材料的影响 | 第118-119页 |
| 5.2.4 入口速度的影响 | 第119-120页 |
| 5.2.5 当量比的影响 | 第120-121页 |
| 5.2.6 小结 | 第121页 |
| 5.3 甲烷微尺度催化燃烧的数值模拟 | 第121-126页 |
| 5.3.1 物理模型 | 第122页 |
| 5.3.2 化学反应动力学模型 | 第122-123页 |
| 5.3.3 模型的计算结果与分析 | 第123-124页 |
| 5.3.4 催化剂种类的影响 | 第124-126页 |
| 5.4 本章小结 | 第126-129页 |
| 第六章 催化燃烧对微型自由活塞发动机着火特性的影响 | 第129-139页 |
| 6.1 物理模型 | 第129页 |
| 6.2 计算流程 | 第129-130页 |
| 6.3 化学反应动力学模型 | 第130页 |
| 6.4 结果和讨论(HCCI与催化燃烧对比) | 第130-137页 |
| 6.4.1 催化燃烧对着火时刻的影响 | 第130-131页 |
| 6.4.2 催化燃烧对燃烧过程中主要化学组分的影响 | 第131-132页 |
| 6.4.3 进气温度对着火时刻的影响 | 第132-134页 |
| 6.4.4 活塞初始速度对着火时刻的影响 | 第134-137页 |
| 6.5 本章小结 | 第137-139页 |
| 第七章 全文总结与展望 | 第139-145页 |
| 7.1 全文总结 | 第139-142页 |
| 7.2 工作展望 | 第142-145页 |
| 参考文献 | 第145-155页 |
| 致谢 | 第155-157页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参与的科研项目 | 第157-159页 |
| 附录 | 第159-162页 |
