1、柴油機(jī)在工作過程中生成的soot危害主要有兩點(diǎn):首先會(huì)在排氣沖程中隨廢氣排出并進(jìn)一步形成PM排放到大氣環(huán)境中造成空氣污染，其次可能會(huì)附著在缸套上并最終混入機(jī)油當(dāng)中，造成機(jī)油的品質(zhì)變差。當(dāng)前越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)也使得更加細(xì)致的研究缸內(nèi)soot生成和氧化過程變得必要。
　　本文的主要工作是基于CONVERGE軟件，對(duì)某柴油機(jī)在小負(fù)荷工況下在五種不同的噴油策略下的缸內(nèi)soot生成和氧化過程展開研究。燃燒使用了包含多環(huán)芳香烴(PAH)機(jī)理

2、在內(nèi)的詳盡化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理文件，機(jī)理規(guī)模為100組分，432化學(xué)反應(yīng)。soot模型則采用基于矩的方法進(jìn)行模擬，soot前驅(qū)物為PAH。五種策略分別為基準(zhǔn)噴射(Inject_Base)、推遲噴射(Inject_AtLater)、四次噴射(Inject_4Times)、雙次噴射第二次噴射時(shí)改變噴孔位置以及噴霧錐角(Inject_2Times)和雙次噴射第一次早噴、第二次上止點(diǎn)附近噴射(Inject_2TimesAtEarly)。隨后在一維

3、結(jié)果、二維結(jié)果、三維結(jié)果以及soot相關(guān)變量關(guān)聯(lián)分析四個(gè)方面展開分析，研究不同噴油策略對(duì)soot生成氧化過程的影響。
　　本文的另一個(gè)主要內(nèi)容則是基于面向?qū)ο笏枷胪瓿烧麄€(gè)soot模擬過程的構(gòu)建。使用Python編程語(yǔ)言、PyQt以及Pandas數(shù)據(jù)分析庫(kù)構(gòu)建三個(gè)類:ExpObject、SootObject以及ModelDieselSootFormationObject。類由屬性和方法組成，而在定義類時(shí)通過聲明變量類型提供了必要的訪

4、問權(quán)限控制。通過類的構(gòu)建來(lái)實(shí)施整個(gè)數(shù)值模擬計(jì)算這一過程，從而將soot模擬計(jì)算這一過程完全以程序化的語(yǔ)言表述，方便的將案例的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和重構(gòu)，從而更加有效的對(duì)案例進(jìn)行管理。本文主要結(jié)論如下:
　　1)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，當(dāng)前選擇物理模型能夠比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)模擬機(jī)型缸內(nèi)壓力的發(fā)展，并且比較可靠的應(yīng)用于噴油策略的定性研究中。
　　2)零維結(jié)果分析表明不同噴油策略在性能和排放之間存在取舍。Inject_Base擁有最大的IMEP和最小

5、的PM soot排放，Inject_4Times則擁有最小的壓力升高率。Inject_AtLater則擁有最小的NOx排放。沒有能夠滿足所有要求的噴油策略而是要更具具體的需要選擇適當(dāng)?shù)膰娪筒呗浴?br>　　3)溫度當(dāng)量比結(jié)果分析表明，A4和C2H2的分布比較類似，均分布在相對(duì)低溫(小于2000K)高當(dāng)量比（大于1.5）區(qū)域，但C2H2的最大值出現(xiàn)在最高當(dāng)量比區(qū)域而A4的最大值則出現(xiàn)在中間高當(dāng)量比區(qū)域。OH分布在相對(duì)高溫(大于2000K)

6、低當(dāng)量比（小于1）區(qū)域。
　　4)三維結(jié)果分析表明五種噴油策略因?yàn)椴煌膰娪蜁r(shí)刻以及對(duì)應(yīng)時(shí)刻不同的缸內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)，而產(chǎn)生了不同的溫度以及當(dāng)量比分布，也因此產(chǎn)生了不同的A4、C2H2以及soot分布。在三維云圖中，soot、C2H2與A4的分布比較接近。高溫區(qū)域包裹著中間的低溫高當(dāng)量比區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)將形成A4、C2H2以及soot，高溫區(qū)域的外圍則是OH層，該層和最高溫區(qū)域相對(duì)應(yīng)，往往是擴(kuò)散火焰的位置。
　　5)soot相關(guān)變量

7、分析主要考察兩組變量的相關(guān)系數(shù)，第一組為Hiroy_soot、PM_soot、A4、C2H2與equiv ratio bin之間的相關(guān)系數(shù)。equiv ratio bin是指當(dāng)量比處在1.0-1.1、1.1-1.2、1.2-1.3、1.3-1.4、1.4-1.5、1.5-1.6、1.6-1.7、1.7-1.8、1.8-1.9、1.9-2.0之間的單元的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第二組為Hiroy_soot、PM_soot、A4、C2H2四個(gè)變量之間的相