适用于发动机相关条件的汽油替代燃料简化化学反应机理

劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发的四组分 RD387 汽油替代燃料详细机理在发动机相关条件下与实验吻合良好。然而，该详细机理包含 1388 种组分和 5933 个可逆反应，规模过大，无法用于实际的发动机模拟。因此，采用多阶段方法对详细机理进行了简化，包括 DRGEPSA 方法、非重要反应消除、异构体集总以及基于 CSP 分析的解析准稳态假设 (QSS) 简化。开发并验证了一种新的贪婪灵敏度分析算法，与基于 DRG 的骨架简化方法中使用的传统灵敏度分析相比，该算法能够在相同的误差限制下移除更多的组分。利用这种新贪婪算法，针对不同复杂程度和不同目标条件范围开发了多个骨架和简化机理。对于贫燃至化学计量比的低温 HCCI 类条件范围，最终的骨架和简化机理分别包含 213 和 148 种组分。对于贫燃至富燃的高温 SI/CI 类条件范围，开发的骨架和简化机理分别包含 97 和 79 种组分。本研究中的骨架和简化机理采用 10% 的误差限制生成，并通过发动机相关条件下的均质自燃模拟进行了验证，所有结果在预测点火延迟方面均显示出良好的一致性。此外，还进行了扩展验证，包括自燃温度分布、PSR 温度响应曲线和熄灭转折点以及层流火焰速度的计算比较。所有扩展验证结果均在 10% 误差限制内，证明了所得简化化学反应机理的充分性。