异辛烷HCCI燃烧下多环芳烃的三维数值模拟与特性分析

本文档深入探讨了异辛烷在HCCI（均质压燃）燃烧条件下的多环芳烃（如苯、萘、菲和芘）形成过程的多维数值模拟研究。作者利用了先进的发动机多维CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）程序KIVA-3V与化学动力学程序CHEMKINIII进行协同工作，以异辛烷作为燃料，细致地考虑了异辛烷的燃烧分解以及多环芳烃生成的详细化学反应机制。 研究结果显示，该计算模型在预测缸内压力和放热率方面表现良好，与实验数据有良好的一致性。在燃烧前，缸内的芳香烃质量浓度分布存在显著的不均匀性，苯（A1）、萘（A2）、菲（A3）和芘（A4）在缸中心区域浓度较高，而在边界层和缝隙区域则较低。随着燃烧的进行，这种分布有所变化，缸中心区域和缝隙区的A1-A4质量浓度降低，而边界层区域的浓度相对升高。 在排气门打开后，这一现象更加明显，仅在缝隙区域，A1-A4质量浓度较高，缸中心和边界层区域则相应降低。此外，文中还强调了苯、萘、菲和芘的质量浓度差异，其中苯的质量浓度最高，其次是萘，而芘的浓度最低。 这篇论文的关键点在于使用CFD模型来模拟HCCI条件下异辛烷燃烧的复杂化学过程，并通过数值模拟揭示了多环芳烃生成的动态行为。这对于理解HCCI发动机的性能优化、污染物排放控制以及燃烧室设计具有重要意义。研究人员可以借此成果为减少有害物质排放和提升燃油经济性提供理论依据。