柴油机进气道对颗粒排放影响的仿真研究的开题报告

柴油机进气道对颗粒排放影响的仿真研究的开题报
告
一、研究背景及意义：
现代柴油机常常面对着颗粒物排放的问题，而颗粒物排放不仅对环
境造成危害，也会对人类健康造成影响。

颗粒物的形成和排放过程是复
杂的，在进气道中的各个环节都存在着形成和排放颗粒物的可能。

因此，深入研究不同进气道条件下柴油机颗粒物排放的影响，可以为减少柴油
机的颗粒物排放提供科学依据。

二、研究内容：
本课题拟通过数值仿真方法，研究不同进气道条件下柴油机颗粒物
排放的规律。

具体内容如下：
1. 建立柴油机进气道数值模型，包括进气道管道、进气口、进气道
机构和进气道流场等。

2. 对比不同进气道条件下柴油机颗粒物排放量的差异，分析进气口
形状、管道直径、流速等因素对颗粒物排放的影响。

3. 通过优化进气道结构和调整进气口形状，减少柴油机颗粒物排放。

三、研究方法和技术路线：
1. 建立柴油机进气道的三维数值模型，采用Computational Fluid Dynamics (CFD)软件流场仿真分析。

2. 通过对模型输入条件的设置、边界条件的处理、模拟参数的调整
等措施，获得柴油机进气道中流场、压降、静压特性等必要参数。

3. 结合实验结果，通过对进气道机构和进气口形状的优化设计，减
少柴油机颗粒物排放。

四、研究预期结果：
通过对柴油机进气道数值模拟和实验验证，本课题预期得到以下结果：
1. 分析不同进气道条件下柴油机颗粒物排放的规律，获得颗粒物排
放量与进气口形状、管道直径、流速的关系曲线。

2. 通过对进气道结构和进气口形状的优化，减少柴油机颗粒物排放，明确优化效果，为柴油机颗粒物排放的降低提供科学依据。

五、研究难点：
1. 进气道系统的数值建模，涉及材料、流场、热场等多个物理场的
复杂计算。

2. 进气口形状和进气道结构的优化设计，需要综合考虑流经管道的
流体的流动性能、管道阻力和噪声等因素的综合分析，提高优化设计的
精准度。

六、研究时间表：
本课题拟在两年内完成，预备时间为三个月，研究时间为一年六个月，撰写论文时间为三个月。

七、论文组织结构：
本课题的论文主要由以下部分组成：
1. 绪论：阐明研究背景、意义，阐述研究内容、方法和技术路线。

2. 理论分析：基于柴油机进气道的数值模型，分析不同进气口形状、管道直径、流速等因素对颗粒物排放的影响。

3. 优化设计：基于理论分析，通过对进气道结构和进气口形状的优
化设计，减少柴油机颗粒物排放。

4. 结果分析：根据优化设计结果，获得柴油机在进气道优化后的排
放量，对比分析进气道优化前后的颗粒物排放差异。

5. 结论：总结本文的主要研究内容、结果和贡献，分析进一步研究的方向和意义。

八、参考文献：
1. Bernd Markert, et al. (2015). Emissions of diesel engines as a function of fuel composition and combustion conditions. Journal of Environmental Science and Technology.
2. Joerg Bierbaumer, et al. (2011). Measurement and modeling of particles number and size distribution downstream of a diesel engine exhaust aftertreatment system under steady state and transient operating conditions. Journal of Aerosol Science.
3. Lianhong Li, et al. (2017). Impacts of fuel composition on microstructure and chemistry of diesel engine soot. Journal of Combustion and Flame.
4. Sven Andersson, et al. (2014). A numerical study of aerodynamic optimization of an intake port. Journal of Engine Research.。