| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1 绪论 | 第20-44页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第20-22页 |
| 1.2 氢燃机的研究进展 | 第22-30页 |
| 1.2.1 SIEMENS公司氢燃机现状 | 第22-23页 |
| 1.2.1.1 SIEMENS公司氢燃机扩散燃烧室 | 第22-23页 |
| 1.2.1.2 SIEMENS公司氢燃机预混燃烧室 | 第23页 |
| 1.2.2 GE公司氢燃机现状 | 第23-26页 |
| 1.2.2.1 GE公司氢燃机扩散燃烧室 | 第24-25页 |
| 1.2.2.2 GE公司氢燃机预混燃烧室 | 第25-26页 |
| 1.2.3 MHI公司氢燃机现状 | 第26-27页 |
| 1.2.3.1 MHI公司氢燃机扩散燃烧室 | 第27页 |
| 1.2.3.2 MHI公司先进预混燃烧室 | 第27页 |
| 1.2.4 ENEL公司氢燃机现状 | 第27-30页 |
| 1.2.4.1 ENEL公司氢燃机扩散燃烧室 | 第28-30页 |
| 1.2.4.2 ENEL公司氢燃机预混燃烧室 | 第30页 |
| 1.2.5 氢燃机发展现状总结 | 第30页 |
| 1.3 回火的研究进展 | 第30-42页 |
| 1.3.1 回火的分类 | 第31-33页 |
| 1.3.1.1 边界层回火 | 第31页 |
| 1.3.1.2 整体流动回火 | 第31-32页 |
| 1.3.1.3 热声振荡引起的回火 | 第32页 |
| 1.3.1.4 燃烧诱导涡破碎回火 | 第32-33页 |
| 1.3.2 CIVB回火研究现状 | 第33-40页 |
| 1.3.2.1 CIVB回火机理研究现状 | 第35-39页 |
| 1.3.2.2 CIVB回火受参数影响的研究现状 | 第39-40页 |
| 1.3.3 CIVB回火发展现状总结 | 第40-42页 |
| 1.4 本文关注的科学问题 | 第42页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第42-44页 |
| 2 氢燃料燃烧特性数据的分析 | 第44-54页 |
| 2.1 层流火焰传播速度 | 第44-50页 |
| 2.1.1 常温常压下氢气-空气层流火焰传播速度值 | 第44-45页 |
| 2.1.2 温度对层流火焰传播速度的影响 | 第45-46页 |
| 2.1.3 压力对层流火焰传播速度的影响 | 第46-47页 |
| 2.1.4 稀释剂对层流火焰传播速度的影响 | 第47-48页 |
| 2.1.5 层流火焰层厚度 | 第48-50页 |
| 2.2 自动点火延迟时间 | 第50-52页 |
| 2.3 可燃极限 | 第52页 |
| 2.4 本章小结 | 第52-54页 |
| 3 CIVB回火数值计算方法介绍及可靠性验证 | 第54-68页 |
| 3.1 氢燃料旋流贫预混燃烧室的初步设计 | 第54-56页 |
| 3.2 CIVB回火数值模拟方法介绍 | 第56-64页 |
| 3.2.1 二维轴对称模型中旋流的产生 | 第56-60页 |
| 3.2.1.1 指定速度方法 | 第57-58页 |
| 3.2.1.2 UDF方法 | 第58-60页 |
| 3.2.2 CIVB回火模拟时湍流模型筛选 | 第60-61页 |
| 3.2.3 CIVB回火模拟时湍流燃烧模型筛选 | 第61-63页 |
| 3.2.4 CIVB回火模拟 | 第63-64页 |
| 3.3 CIVB回火数值模拟方法可靠性验证 | 第64-67页 |
| 3.4 本章小结 | 第67-68页 |
| 4 几何参数和运行参数对CIVB回火影响的数值模拟分析 | 第68-108页 |
| 4.1 预混段几何结构参数对CIVB回火的影响 | 第68-89页 |
| 4.1.1 预混段几何结构对CIVB回火极限的影响 | 第69-78页 |
| 4.1.1.1 正交试验设计方法介绍 | 第70-73页 |
| 4.1.1.2 利用正交试验设计方法分析预混段结构对CIVB回火极限的影响 | 第73-77页 |
| 4.1.1.3 时间尺度模型在用于CIVB回火极限预测时的缺陷 | 第77-78页 |
| 4.1.2 预混段几何结构对回火形式的影响 | 第78-83页 |
| 4.1.2.1 区分不同回火形式的预混段几何结构临界值的寻找 | 第78-81页 |
| 4.1.2.2 区分不同回火形式的L/D临界值存在的物理原因 | 第81-83页 |
| 4.1.3 基于预混段出口切向涡量分析CIVB回火 | 第83-88页 |
| 4.1.3.1 切向涡量的分析 | 第83-84页 |
| 4.1.3.2 当量比对预混段出口切向涡量的影响 | 第84-86页 |
| 4.1.3.3 CIVB回火分析 | 第86-88页 |
| 4.1.4 小结 | 第88-89页 |
| 4.2 多参数对CIVB回火影响的综合分析 | 第89-103页 |
| 4.2.1 利用正交试验设计方法分析多参数对CIVB回火的影响 | 第89-91页 |
| 4.2.2 多参数正交试验结果分析 | 第91-103页 |
| 4.2.2.1 空气质量流量对CIVB回火的影响 | 第91-96页 |
| 4.2.2.2 旋流器结构对CIVB回火的影响 | 第96-98页 |
| 4.2.2.3 空气入口温度对CIVB回火的影响 | 第98-99页 |
| 4.2.2.4 燃料组分对CIVB回火的影响 | 第99-100页 |
| 4.2.2.5 火焰筒结构对CIVB回火的影响 | 第100-103页 |
| 4.2.3 小结 | 第103页 |
| 4.3 时间尺度模型的扩展 | 第103-105页 |
| 4.3.1 根据多参数分析的结果修正时间尺度模型 | 第103-104页 |
| 4.3.2 利用修正的时间尺度模型预测压力对CIVB回火的影响 | 第104-105页 |
| 4.4 本章小结 | 第105-108页 |
| 5 几何参数和运行参数对CIVB回火影响的实验分析 | 第108-122页 |
| 5.1 实验系统的简要介绍 | 第108-109页 |
| 5.2 主要测试方法 | 第109-112页 |
| 5.2.1 回火检测 | 第109-110页 |
| 5.2.2 火焰形态记录 | 第110-111页 |
| 5.2.3 动态压力测量 | 第111-112页 |
| 5.3 实验结果分析 | 第112-119页 |
| 5.3.1 实验测量参数的选取 | 第112-113页 |
| 5.3.2 回火类型的判断 | 第113-116页 |
| 5.3.2.1 热声振荡引起的回火 | 第113-114页 |
| 5.3.2.2 BL回火 | 第114-115页 |
| 5.3.2.3 整体流动回火 | 第115-116页 |
| 5.3.3 CIVB回火特性的实验结果分析 | 第116-119页 |
| 5.3.3.1 多参数对CIVB回火影响的实验验证 | 第117-118页 |
| 5.3.3.2 扩展的时间尺度模型的实验验证及补充 | 第118-119页 |
| 5.4 实验结果与数值模拟结果的对比 | 第119-120页 |
| 5.5 本章小结 | 第120-122页 |
| 6 氢燃料旋流预混火焰CIVB回火发生机理的数值模拟研究 | 第122-136页 |
| 6.1 CIVB回火发生过程 | 第122-132页 |
| 6.1.1 有中心体结构的涡破碎机理分析 | 第124-128页 |
| 6.1.2 无中心体结构的涡破碎机理分析 | 第128-132页 |
| 6.1.2.1 天然气燃料无中心体结构的涡破碎机理分析 | 第128-131页 |
| 6.1.2.2 氢燃料无中心体结构的涡破碎机理分析 | 第131-132页 |
| 6.2 CIVB回火发生的机理 | 第132-133页 |
| 6.3 CIVB回火驱动力分析 | 第133-135页 |
| 6.4 本章小结 | 第135-136页 |
| 7 CIVB回火特性分析结论的应用 | 第136-144页 |
| 7.1 CIVB回火的控制方法 | 第136-141页 |
| 7.1.1 基于回火机理角度的CIVB回火控制——主动控制 | 第136-140页 |
| 7.1.2 基于实际应用角度的CIVB回火控制——被动控制 | 第140页 |
| 7.1.3 CIVB回火主动控制和被动控制方法的比较 | 第140-141页 |
| 7.2 氢燃料旋流贫预混燃烧室初步设计方法的完善 | 第141-142页 |
| 7.3 本章小结 | 第142-144页 |
| 8 总结与展望 | 第144-150页 |
| 8.1 总结 | 第144-146页 |
| 8.1.1 CIVB回火模拟准备 | 第145页 |
| 8.1.2 CIVB回火特性的分析 | 第145-146页 |
| 8.1.3 CIVB回火特性分析结论的应用 | 第146页 |
| 8.2 创新之处 | 第146-147页 |
| 8.3 展望 | 第147-150页 |
| 主要符号说明 | 第150-152页 |
| 参考文献 | 第152-160页 |
| 攻读博士学位期间发表的文章及所获奖项 | 第160-162页 |
| 致谢 | 第162页 |
