二甲醚HCCI燃烧数值模拟：影响因素与优化策略

信息科学与工程学院本科生毕业设计，特别是2007年起实施的论文格式，关注于二甲醚清洁燃料在均质压燃燃烧中的数值模拟研究。这项研究聚焦于均质充量压缩着火（HCCI）燃烧技术，这是一种环保且高效的燃烧方式，它能提升发动机的燃油经济性和动力性能，同时显著降低NOx和碳烟排放。HCCI燃烧的特点在于其化学动力学控制了燃料的着火时刻和燃烧过程，因此，发动机的结构参数和运行条件的微小变化都会对HCCI燃烧有重大影响。 本文以二甲醚（DME）作为新型发动机的代用燃料进行探讨。研究采用了由美国Lawrence Livermore国家实验室提供的DME详细化学动力学反应机理和HCT化学动力学程序，该机理包含399个基本反应，涉及79种组分，以精确模拟DME的燃烧过程。为了考虑壁面传热的影响，研究者在HCT程序中增添了相应的子模型。 研究内容涵盖了多种影响因素对HCCI燃烧的影响，如压缩比、燃空当量比、进气充量温度、发动机转速、废气再循环（EGR）以及燃料添加剂等。研究结果显示，DME的HCCI燃烧过程分为明显的低温反应放热和高温反应放热两个阶段。增大压缩比、燃空当量比，以及增加进气预热、添加氢氧化氢（H2O2）、氢气（H2）和一氧化碳（CO），可以促使燃烧提前。相反，提高发动机转速、采用冷却EGR、添加甲烷（CH4）和甲醇（CH3OH）则会延迟着火时间。 关键词：化学动力学、数值模拟、二甲醚、废气再循环、燃料添加剂，这些都是本研究的核心内容，展示了在信息科学与工程领域，特别是在能源和环境优化方面的深入理论与实践探索。通过这样的毕业设计，学生不仅掌握了HCCI燃烧原理，还锻炼了运用复杂化学模型解决实际问题的能力，对于未来从事汽车工程、环保技术等相关领域的职业发展具有重要意义。