利用高速 PLIF 与 PTV 测量内燃机活塞表面的火焰/流动动力学
流体动力学
2020-09-04 v1
摘要
解析发动机表面的流体输运对于预测瞬态热损失是必要的，这对高效内燃机（ICE）的开发日益重要。现有有限的研究集中于发动机表面附近的非反应流，而本工作关注响应于传播火焰锋的近壁流场动力学。采用二氧化硫（SO2）的粒子追踪测速（PTV）与平面激光诱导荧光（PLIF），以 kHz 重复频率同时测量流场与火焰分布。测量在光学可达发动机活塞表面附近进行，发动机以 800 rpm 运转，使用均质化学计量异辛烷-空气混合气。高速测量揭示了近壁流动与火焰发展之间的强相互依赖关系，这也影响后续燃烧。通过条件分析，针对平行于表面流速弱和强的循环，分析活塞表面的火焰/流动动力学。点火前较高速度关联的更快火焰传播表现出火焰前方更强的流动加速。与推进火焰锋关联的流动加速是一种瞬态特征，强烈影响边界层发展。分析距壁面至 75% 最大速度的距离（{\delta}75）以比较着火与惰转数据集间的边界层发展。{\delta}75 的减小与接近火焰锋产生的流动加速密切相关。测量揭示着火与惰转数据集间边界层流动的显著偏差，强调在模拟反应流边界层物理时需考虑瞬态流动行为。
引用
@article{arxiv.2009.01739,
title = {Flame/flow dynamics at the piston surface of an IC engine measured by high-speed PLIF and PTV},
author = {Carl-Philipp Ding and Brian Peterson and Marius Schmidt and Andreas Dreizler and Benjamin Böhm},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.01739},
year = {2020}
}