改进Kiva-3程序模拟直喷柴油机燃烧：特征时间模型应用

"这篇论文是2005年发表在《西安交通大学学报》上的工程技术类文章，由黄勇成和周龙保合作完成。文章主要介绍了如何使用改进的Kiva-3程序来模拟直喷式柴油机的燃烧过程，重点关注了喷雾、着火和燃烧的建模方法。" 在直喷式柴油机的燃烧模拟中，关键的知识点包括： 1. **特征时间燃烧模型**：这是用于描述燃料燃烧速度的一种方法，它结合了层流和湍流的影响，通过多重特征时间尺度来更准确地预测燃烧过程。在本文中，该模型被用来更好地模拟直喷式柴油机中的化学反应动力学和湍流效应。 2. **Kiva-3程序**：这是一个广泛使用的计算机程序，用于模拟发动机内部的流体动力学过程，包括燃油喷射、混合和燃烧。论文中提到的改进版Kiva-3程序增强了对油滴破碎和着火过程的模拟。 3. ** Kelvin-Helmholtz和Rayleigh-Taylor模型**：这两个模型被引入到Kiva-3程序中，用于模拟燃油喷射时的油滴破碎过程。 Kelvin-Helmholtz模型描述了两种不同密度流体间的不稳定性，而Rayleigh-Taylor模型则关注于密度差导致的流体界面的不稳定性，这些在燃油雾化过程中至关重要。 4. **Shell自燃模型**：这是一个用于预测柴油机中燃料自燃的模型，经过改进后，它能更精确地估计着火点，这在直喷式柴油机的燃烧模拟中非常重要，因为着火点的准确性直接影响燃烧效率和排放。 5. **层流和湍流多重特征时间尺度燃烧模型**：这种模型考虑了燃烧过程中化学反应和湍流的相互作用，能够更真实地反映出在柴油机缸内的复杂燃烧现象，从而提高模拟的精度。 6. **计算结果分析**：通过改进的Kiva-3程序，计算得到的缸内压力、滞燃期（即从燃油喷入到开始燃烧的时间）和燃烧放热速率与实际实验数据有良好的一致性。这表明改进后的模型能有效模拟直喷式柴油机的实际工作情况。 7. **应用价值**：论文的模拟研究为直喷式柴油机的参数优化提供了理论基础，意味着可以使用这种数值模拟技术来设计更高效、排放更低的发动机。 8. **关键词**：文章的关键术语包括特征时间燃烧模型、数值模拟以及直喷式柴油机，这些关键词反映了研究的核心内容和技术手段。 9. **文献分类号和标识码**：文章的中图分类号TK42属于工程技术领域，文献标识码A表示这是一篇学术研究论文，文章编号则是该论文在期刊中的唯一识别符。 该研究通过改进的特征时间燃烧模型和Kiva-3程序，对直喷式柴油机的燃烧过程进行了深入的数值模拟，提高了模拟的精确度，为柴油机的性能优化提供了有力的工具。