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研究生:林玉翔
研究生(外文):Yu-Hsiang Lin
論文名稱:層狀給氣轉子引擎內霧化燃燒之數值研究
論文名稱(外文):Numerical Study of Spray Combustion in a Stratified-Charge Rotary Engine
指導教授:黃柏文黃柏文引用關係
指導教授(外文):Po-Wen Hwang
口試委員:曾培元宋齊有
口試委員(外文):Pei-Yuan TzengChyi-Yeou Soong
口試日期:2014-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:航太與系統工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:129
中文關鍵詞:層狀給氣轉子引擎霧化燃燒噴油正時點火正時
外文關鍵詞:stratified-charge rotary enginespray combustioninjection timingignition timing
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本研究採用計算流體力學套裝軟體Fluent以進行層狀給氣轉子引擎動力循環之數值分析,其模擬方式為使用Fluent內建之離散相模型模擬液態燃油粒子於燃燒室內分布之情形,再利用部分預混燃燒模式進行燃燒反應,用以模擬霧化燃燒之過程。
藉由探討燃油粒子分布、溫度分布、火焰擴散及引擎性能等數據,本研究可得知,主噴油器之噴油正時與引擎性能之間非成正比,其間存在一較佳噴油正時;主噴油器位置與中心線的距離越近,其燃燒效率越好,即引擎性能越好,而點火正時越接近上死點,可以增加燃燒室內燃燒範圍以提升引擎性能。
This study employed the computational fluid dynamics software Fluent to simulate the power cycle of a stratified-charge rotary engine. The simulation of spray combustion is achieved by using the discrete phase model, which is used to analyze the distribution of liquid fuel particles in the combustion chamber, in conjunction with partial premixed combustion model. By analyzing the distribution of liquid fuel particles, temperature field (the temperature field OR temperature fields), flame propagation processes and engine performance, it was found that there exists an optimal injection timing for the main injector. In regards to the location of main injector, it was found that better combustion efficiency can be achieved with a shorter distance from TDC center line. In addition, better combustion efficiency can be also achieved when the ignition timing is closer to the TDC.
誌謝 i
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
符號說明 xviii
英文符號說明 xviii
希臘字母 xix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 5
1.3 研究目的 8
第二章 數學模式與數值方法 9
2.1 數學模式 9
2.2 數值方法 12
2.2.1 壓力與速度求解法 12
2.2.2 離散化 13
2.2.3 動網格生成方法 14
2.2.4 離散相 16
2.2.5 部分預混燃燒模式 18
2.2.6 PISO演算法 18
2.3 數值模擬流程 19
2.3.1 前處理 19
2.3.2 求解器 20
2.3.3 後處理 22
第三章 結果與討論 23
3.1 主噴油器不同噴油正時對燃燒性能之影響 23
3.2 主噴油器不同位置對燃燒性能之影響 27
3.3 不同點火正時對燃燒性能之影響 30
第四章 結論與建議 33
4.1 結論 33
4.2 建議 34
參考文獻 107
備註 109
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[15]莊居峻, “具不同轉子凹槽寬高比及考慮菱封洩漏之轉子引擎燃燒性能數質研究,” 逢甲大學航太與系統工程學系碩士論文, 2011.
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[17]黃柏文、宋齊有、黃國政、江泓諭,旋翼式 UAV 動力傳輸機構與引擎散熱探討,中山科學研究院委託業(學)界研究計畫,計畫編號: XW97097P,2008。
[18]黃柏文、方俊、呂佳豪、莊居峻、吳育廷、陳信菖,三角氣封及凹坑對轉子引擎馬力損失之研究,中山科學研究院委託業(學)界研究計畫,計畫編號: XW99189P,2010。
[19]Kweon M. C. B., “A Review of Heavy-Fueled Rotary Engine combustion Technologies”. Army Research Laboratory, 2010.
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