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第1章 内燃机热力学描述1

1.1 概述1

1.2 内燃机数值计算的数学模型2

1.3 内燃机工作过程模拟的基础理论5

1.4 废气涡轮增压柴油机工作过程数值计算中热力系统的划分13

1.5 工作介质特性计算15

1.5.1 半经验法工质特性参数计算15

1.5.2 化学平衡时燃烧产物特性参数计算19

第2章 内燃机整机性能仿真24

2.1 气缸内热力过程计算24

2.1.1 气缸内热力过程的基本微分方程24

2.1.2 气缸工作容积27

2.1.3 气缸周壁的传热27

2.1.4 燃烧放热率计算30

2.1.5 进、排气流量计算35

2.1.6 气缸内各阶段的热力过程分析38

2.1.7 发动机性能参数计算41

2.2 进、排气系统热力过程计算44

2.2.1 排气管内的热力过程计算（容积法）45

2.2.2 排气系统中的散热48

2.2.3 排气温度计算51

2.2.4 进气系统参数计算53

2.2.5 中冷器计算55

2.3 废气涡轮增压器计算59

2.3.1 涡轮增压器中的能量传递59

2.3.2 压气机特性参数计算60

2.3.3 涡轮特性计算63

2.3.4 废气涡轮增压柴油机工作过程计算框图71

2.4 增压发动机稳定运行特性的计算及其分析73

2.4.1 发动机的通流特性73

2.4.2 机械增压发动机的配合计算75

2.4.3 一级涡轮增压设计点的匹配计算78

2.4.4 一级涡轮增压变工况运行特性计算79

2.4.5 二级涡轮增压系统计算81

2.5 内燃机工作过程的有效能分析84

第3章 柴油机准维燃烧模型92

3.1 油滴蒸发燃烧模型（广安博之模型）93

3.1.1 油滴蒸发燃烧模型分区方法94

3.1.2 油滴蒸发燃烧模型的组成94

3.1.3 喷雾混合子模型95

3.1.4 蒸发子模型100

3.1.5 着火延迟子模型109

3.1.6 放热计算子模型110

3.1.7 传热计算子模型110

3.1.8 热力过程子模型111

3.1.9 单元气体成分计算子模型113

3.1.10 一氧化氮计算子模型114

3.1.11 碳烟排放计算子模型118

3.2.12 油滴蒸发燃烧模型（广安博之模型）计算框图118

3.2 气相喷注燃烧模型（Cummins模型）119

3.2.1 气相喷注模型燃烧小区划分120

3.2.2 气相湍流喷注计算121

3.2.3 喷注内的浓度分布125

3.2.4 气相喷注模型各小区质量、平均当量燃油空气比、空气混合速率127

3.2.5 各区的状态方程及能量守恒方程128

3.2.6 气相喷注燃烧模型计算框图129

第4章 内燃机多维燃烧模型131

4.1 基本控制方程和状态方程131

4.1.1 组分m的连续方程132

4.1.2 流体混合物的动量守恒方程133

4.1.3 流体混合物的能量守恒方程133

4.1.4 流体混合物的状态关系方程134

4.1.5 化学成分守恒方程134

4.2 湍流模型135

4.2.1 缸内气体流动的演变过程136

4.2.2 内燃机缸内湍流流动的数学模型137

4.3 燃油喷雾模型143

4.3.1 内燃机喷雾模型分类143

4.3.2 燃油喷雾模型145

4.4 湍流燃烧模型152

4.5 燃烧化学动力学模型159

4.6 排放模型163

4.6.1 三类排放模型164

4.6.2 反应式及计算式176

4.7 内燃机缸内传热模型181

4.8 初始条件和边界条件184

4.8.1 初始条件184

4.8.2 边界条件184

第5章 内燃机燃烧模拟数值计算方法190

5.1 气相流动的数值计算方法191

5.1.1 空间上的差分191

5.1.2 时间上的差分192

5.2 液相流动的数值计算方法200

5.2.1 喷雾方程的数值计算200

5.2.2 气相控制方程中喷雾源项的数值计算203

5.3 化学反应的数值计算方法203

5.4 稳定性条件205

5.5 内燃机多维数值模拟计算流程207

附录A 各种成分的基本物性参数208

附录B HB模型氮化学反应及参数表209

附录C 燃料燃烧过程中硫氧化物生成详细机理211

参考文献214