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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