应用遗传算法优化氢气/空气燃烧反应系数

研究目的是优化氢气/空气简化反应机理的系数,使得简化机理在一定的误差范围内,能代替详细机理.通过计算氢气/空气详细反应机理得到的组分浓度作为遗传算法的适应度目标,对简化机理进行优化.结果显示,优化后的简化机理不仅在在计算组分浓度,而且在层流预混火焰速度和组分时空分布方面,更加接近详细机理所能达到的计算结果,比优化之前的简化反应机理计算结果更加准确.     

基于浓度敏感性分析的甲烷机理简化

随着数值模拟技术的发展，化学反应机理开始应用于燃烧过程的重构和深入分析。详细机理是通过大量的实验研究得到的，其包含了大量的化学反应动力学信息，可以较为完备的描述化学反应过程，但是由于详细机理过于庞大一般不能直接运用到数值模拟中去，很有必要在研究特定问题时对详细机理进行一定的简化。介绍了PCAS机理简化方法，并运用该方法对甲烷燃烧的详细机理进行了简化研究，通过简化得到的101步简化机理与详细机理吻合较好。     

基于连通法的甲烷简化机理构筑研究

采用连通法，针对甲烷复杂反应机理，成功地进行了不同水平的机理简化研究。通过建立组分依赖关系的正规化Jacobian矩阵，精确地查明了燃烧组分之间的耦合关系，分别构造出仅包含重要化学路径的两个动力学简化模型，获得的简化机理分别包含227和138个反应，分别涉及39和26种组分。通过对层流预混火焰结构的模拟，所得简化机理和原详细反应动力学机理关于火焰结构的计算吻合很好，计算结果显示，两个简化机理具有较高的模拟精度。     

DME简化反应模型及其在HCCI燃烧分析中的应用研究

提出了一个可应用于HCCI发动机工作过程研究的DME化学反应动力学简化模型,该模型由28种组分、38个基元反应组成,包括3个子模型,即低温反应和负温度系数区子模型、高温裂解和高温氧化子模型以及甲酸生成过程子模型.通过算例对比分析,该DME简化模型能正确揭示DME燃烧过程主要生成物组分的变化规律,能准确计算DME燃烧过程低温和高温阶段的放热特征时刻,其计算结果与详细机理计算结果吻合.相对于详细机理,简化模型节省了计算时间,为实现化学反应动力学与CFD多维模型耦合的燃烧计算提供了一个可行而有效的途径.     

基于浓度敏感性分析和遗传算法的甲烷燃烧机理简化与优化

采用良搅拌反应器模型和层流预混火焰模型计算甲烷/空气燃烧过程,通过元素流通法和浓度敏感性分析法,对甲烷燃烧详细化学动力学机理GRIMECH 3.0进行简化。利用遗传算法,以甲烷/空气详细机理获得的组分浓度和一维层流火焰速度为目标,对简化机理进行优化。结果表明,相比于优化之前的简化机理,优化后的简化机理在描述甲烷/空气燃烧反应的组分浓度、层流火焰速度以及反应物和产物的时空分布方面,具有更高的精度。     

飞机防火试验中的燃烧反应动力学模型研究

使用反应路径分析法对Jet-A型航空煤油燃烧的气相燃烧机理进行简化。选用POSF-4658机理作为Jet-A燃烧的详细反应机理,该机理包含1607种燃烧组分、6633个基元反应机理。将飞机防火试验条件作为简化过程的初始条件,得到78种组分,196个反应机理的Jet-A燃烧机理。通过对Jet-A的简化反应机理、详细反应机理和JetA实验数据的比较可以发现,简化反应机理可以较准确地反映Jet-A型航空煤油在防火试验条件下的燃烧特性。利用常用的Jet-A型航空煤油简化机理计算的绝热火焰温度、点火延迟时间及层流火焰速度与本文提出的简化的计算值进行比较。结果表明,提出的简化机理在防火试验条件下具有较高的精确度。得到的Jet-A简化反应机理可为飞机防火试验的仿真研究提供燃烧场的化学反应动力学模型。     

针对C3H8／空气扩散火焰的PCA简化机理构筑

C3H8是液化石油气（LPG）的主要成分,其火焰结构的数值预测对于消防等相关行业具有重要意义。单步或总包反应过于简单,不能描述碳氢燃料的氧化机制,而耦合燃料详细机理的燃烧模拟计算量大,且描述反应的数学系统具有极强的“刚性”,限制了反应机理的实际应用,而去除冗余反应和组分的简化机理具有描述燃烧的全面性优点,且降低了数学系统的“刚性”,因此耦合简化机理的火焰结构数值预测具有优势。本文采用基于矩阵分析的主成分（PCA）分析技术,分析研究了wang等发展的469步C3H8详细反应动力学机理,获得了组分的重要性排序,基于此分别构筑了320步和214步两个简化机理,针对典型扩散火焰的计算,表明建立的两个简化机理具有较高的模拟可靠性,同时也提供了一种框架简化机理的构筑方法。     

基于重要性分析的甲烷/乙烯混合燃烧框架机理构筑

建立了基于重要性分析的详细化学机理分析平台,利用耦合组分化学存活时间和敏感性系数的重要性参数,确定详细机理中的准稳态组分,通过移除这些组分及其相关反应,得到了计算精度较高的框架机理。针对目前燃烧学界较为关注的混合燃烧问题,以甲烷、乙烯这两种典型低碳碳氢燃料为研究对象,对其详细化学反应机理进行了分析,利用重要性分析法构筑框架机理,并对甲烷/空气和甲烷/乙烯/空气预混火焰进行了数值计算。与详细机理相比,框架机理所涉及的组分数与基元反应数都得到了大幅度的降低,计算时间明显减少,但对火焰温度及反应物、生成物、中间组分浓度的预测与采用详细机理得到的结果吻合良好,证明了重要性分析法的有效性与可靠性。     

基于GIS的城市特大火灾蔓延模拟

本文将对城市特大火灾的蔓延机理进行深入剖析，并构建火灾蔓延的半经验半理论模型。该模型包括两个子模型，其一为个体建筑火灾发展的简化模型，其二为建筑物间的火灾蔓延模型。前者简化了个体建筑内部火灾发展与蔓延的复杂过程，仅简单评价了个体建筑火灾发展所处的阶段，即起火、轰燃、充分发展与倒塌，并计算出各阶段相应的物理量。后者则是从建筑物间火灾蔓延的机理入手，借鉴已有模型对两种主要的火灾蔓延方式热辐射与热对流进行模型的简化和修正，并且量化了影响建筑物间火灾蔓延的气象条件。最后，作者提供了基于GIS的城市特大火灾蔓延模拟方案，并将模拟方案用于对日本1995年阪神地震后神户市高桥医院周边一处起火进行火灾蔓延模拟，再将模拟结果与实际火灾蔓延结果进行对比，从对比中充分体现出模型的有效性。     

输油管道中汽油蒸汽爆炸的规律研究

综合考虑湍流及化学反应动力学机理对燃烧的影响,建立了详细流动耦合简化的详细化学反应机理的湍流燃烧模型,以有限体积法求解爆炸流动及反应控制方程,对二维压力管道中汽油蒸汽爆炸的过程及规律进行了数值模拟,模拟结果与实验数据有较好的吻合性;分析了各种组分的变化过程及对爆炸的控制作用.为汽油蒸汽爆炸特性及规律的进一步研究、工业防...     

浅析热水锅炉爆炸的热力学机理与预防

对热水锅炉爆炸事故的热力学机理进行详尽的分析基础上，提出了相应的预防及其解决问题的办法。     

锅炉电除尘器效率下降原因及改进对策

在对影响锅炉电除尘器效率的因素进行了较为全面分析的基础上,对电除尘器的各有关环节和除尘机理之间的内在联系进行了深入的分析,讨论了进一步提高电除尘器除尘效率的相关对策和建议。     

地下铁道抗震研究的现状与探讨

地下铁道建设的蓬勃发展使地铁的抗震设计问题凸显出来。在对地下铁道震害分析的基础上,总结了震害发生的机理,并进一步对国内外地下铁道抗震研究的现状做了较为详尽的论述。分析表明:城市地铁作为城市轨道交通的重要组成部分,应纳入抗震设防的重要范畴;地下铁道设计规范中急需编入有关抗震设计的内容;根据对地下铁道震害机理的详细探讨,在具体分析中,应该按照不同的设计阶段来选用不同的设计方法。以上结论可为地下铁道抗震设计提供依据。