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F-76燃料骨架机理构建方法研究

内燃机工程 2024年第1期45卷 86-97页

作者：禹进周航樊崇政重庆交通大学航空学院重庆400074 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

为开发出结构紧凑、高精度和包含多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的高碳燃料模型燃料机理并应用于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟,提出了一种集成详细的C_(0)—C_(4)核心机理和骨架的C_(5)—Cn... 详细信息

为开发出结构紧凑、高精度和包含多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的高碳燃料模型燃料机理并应用于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟,提出了一种集成详细的C_(0)—C_(4)核心机理和骨架的C_(5)—Cn机理来发展高碳燃料骨架反应机理的新方法。利用该方法为基础燃料分别为正十六烷(NC_(16)H_(34))、2,6,10-三甲基十二烷(C_(15)H_(32)-26X)和正丁基苯(C_(6)H_(5)C_(4)H_(9))的模型燃料构建相应的骨架反应机理。然后基于机理简化手段获得了包含164个组分和654个基元反应的骨架机理。利用激波管点火延迟时间、流动反应器氧化数据、层流火焰速度和熄火极限等基础燃烧数据对构建的机理进行验证。然后,将该骨架机理耦合到三维CFD喷雾模型中,来模拟定容喷雾燃烧室(constant volume spray combustion chamber,CVSCC)中的喷雾燃烧过程。结果表明喷雾燃烧特性的模拟值能与实验值吻合良好,证明了所构建骨架机理在燃烧CFD模拟中的有效性。

关键词：骨架机理机理简化喷雾模型燃烧特性数值模拟

基于（2-UPS+U）PU+2-UPS机构的并联机械臂动力学与解耦性分析

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基于（2-UPS+U）PU+2-UPS机构的并联机械臂动力学与解耦性分析

作者：禹进河北科技师范学院

学位级别：硕士

随着我国科技的飞速发展,机械臂越来越多的进入工业领域,成为替代人类进行高强度劳动的工具之一。而并联机械臂机构因为其结构简单、控制简便得到更多企业的青睐,其中的少自由度并联机构以轻便灵活、工作空间大等优点已在食品加工、汽... 详细信息

随着我国科技的飞速发展,机械臂越来越多的进入工业领域,成为替代人类进行高强度劳动的工具之一。而并联机械臂机构因为其结构简单、控制简便得到更多企业的青睐,其中的少自由度并联机构以轻便灵活、工作空间大等优点已在食品加工、汽车检测、航空航天等行业获得广泛应用。5自由度并联机械臂是少自由度并联机构中性能尤为突出的一类,它比3、4自由度并联机械臂更加灵巧,比6自由度并联机械臂结构简单、控制简便,在一些复杂的环境下如曲面打磨、轮齿齿廓加工等方面有着良好的应用前景,但并联机械臂的解耦性普遍较差,会导致机构的运动学、动力学方程会更加复杂,增加了控制的难度,因此进一步提高并联机械臂的解耦性具有很重要意义。在这样的背景下,提出一种双闭环5-DOF机械臂,该机械臂在((2‐UPS)+U)PU构型的基础上增加闭环结构得到新的拓扑构型2‐UPS+((2‐UPS)+U)PU,闭环结构的引入使得机构获得更高的承载能力且为拓扑新的构型提供新思路。首先,应用矢量链法,建立了机构的位置模型;推导了支链驱动速度、支链摆动角速度与运动平台广义速度V的映射,建立了机构的独立变量(5)q与运动平台广义速度V之间的解耦矩阵。其次,建立机构支链中的摆动杆、伸缩杆质心速度与运动平台广义速度V之间映射关系,根据虚功原理,建立机构的动力学模型。再次,运用ADAMS虚拟仿真软件对机构进行仿真分析,建立该机构的虚拟样机模型,通过仿真验证了推导的动力学模型的正确性。最后,计算了机构的耦合度,分析了机构输入输出关联关系与解耦性。对样机进行优化设计并制造装配出样机实物。

关键词：机械臂并联机构动力学建模 Lagrange方程解耦机构

RP-3航空煤油模型燃料及其骨架机理构建新方法研究

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同方学位论文库

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航空动力学报 2023年

作者：禹进龚相奎张俊良绿色航空能源动力重庆市重点实验室重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆推重比动力科技有限公司重庆交通大学航空学院

现代航空发动机的高精度数值模拟亟需能同时实现物理替代和化学替代的航空煤油模型燃料。因此，本文以54%正十二烷、22%2，5-二甲基己烷、14%1，3，5-三甲基苯和10%十氢化萘作为RP-3航空煤油的模型燃料，并验证了其喷雾特性。针对现有... 详细信息

现代航空发动机的高精度数值模拟亟需能同时实现物理替代和化学替代的航空煤油模型燃料。因此，本文以54%正十二烷、22%2，5-二甲基己烷、14%1，3，5-三甲基苯和10%十氢化萘作为RP-3航空煤油的模型燃料，并验证了其喷雾特性。针对现有骨架机理构建方法存在的问题，提出了一种新的骨架机理构建方法为模型燃料构建了含153种组分和858个反应的RP-3骨架机理，并验证了各个基础组分和RP-3模型燃料的着火延迟、物质组分浓度、层流火焰和NO排放等基础燃烧特性。然后，基于CFD数值模拟对RP-3航空煤油喷雾燃烧过程进行了仿真分析，结果表明该模型能正确反映出不同环境温度下RP-3燃油的燃烧过程，从而充分证明了本文模型燃料的物理替代和化学替代的能力。本文提出的新方法为高碳燃料的机理构建提供了新的思路，所提出的模型燃料及其骨架机理为航空发动机的设计与优化奠定了基础。

关键词： RP-3航空煤油骨架机理模型燃料喷雾贯穿距反应动力学

RP-3航空煤油物理替代燃料模型及应用研究

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推进技术 2020年第4期41卷 934-941页

作者：姚长鑫禹进重庆建筑工程职业学院城市轨道交通与机电工程系重庆400072 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

针对现有物理替代燃料构建方法需要大量实验数据来完成多目标优化计算,导致替代燃料构建成本过高的问题,提出了基于分子结构相似来构建物理替代燃料的方法。基于直接匹配分子结构和官能基团的思路,构建了一个能描述RP-3航空煤油主要物... 详细信息

针对现有物理替代燃料构建方法需要大量实验数据来完成多目标优化计算,导致替代燃料构建成本过高的问题,提出了基于分子结构相似来构建物理替代燃料的方法。基于直接匹配分子结构和官能基团的思路,构建了一个能描述RP-3航空煤油主要物理性质的三元替代燃料模型。以正十二烷、2,5-二甲基己烷和甲苯为基础燃料,用以匹配目标燃料的四种官能基团:CH3,CH2,CH和苯基。在不同压力、温度条件下测试了替代燃料模型计算密度、黏度、比热容和导热系数等物性参数的精确性,结果表明该替代燃料模型能很好地反映RP-3航空煤油在亚临界到超临界状态下的主要物理性质。最后将得到的替代燃料模型应用于管道对流换热数值模拟中,用以模拟航空煤油再生冷却过程。模拟值与实验值吻合良好,证明了本文替代燃料构建方法的有效性和实用性。

关键词： RP-3航空煤油替代燃料官能团物理性质再生冷却

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HRD-76柴油生物燃料的模型燃料构建

燃烧科学与技术 2021年第1期27卷 1-6页

作者：禹进曹竣铭重庆交通大学航空学院重庆400074 江苏省航空动力系统重点实验室南京210016 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

HRD-76作为典型的第二代柴油生物燃料得到广泛关注.本文通过匹配核磁共振光谱分析的官能团信息,选用2,6,10-三甲基十二烷和正十六烷作为HRD-76燃料的模型燃料.构建了模型燃料的化学反应机理,并对该机理的可靠性进行了验证.最后,利用该... 详细信息

HRD-76作为典型的第二代柴油生物燃料得到广泛关注.本文通过匹配核磁共振光谱分析的官能团信息,选用2,6,10-三甲基十二烷和正十六烷作为HRD-76燃料的模型燃料.构建了模型燃料的化学反应机理,并对该机理的可靠性进行了验证.最后,利用该模型燃料对HRD-76燃料在不同条件下的着火延迟时间进行了模拟.该模型燃料与实验值和其他经典模型燃料进行了对比,结果表明,本文模型燃料具有简单、高效和精确的特点.模型燃料的构建为深刻认识HRD-76燃烧过程,实现燃烧反应流模拟研究奠定了基础.

关键词：第二代柴油生物燃料核磁共振官能团化学反应机理模型燃料

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RP-3航空煤油综合替代燃料模型构建

航空动力学报 2020年第4期35卷 673-681页

作者：禹进余彬彬于佳佳重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 中国人民解放军陆军勤务学院油料系重庆401331 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

基于直接匹配分子结构和官能基团的思路,选取正十二烷、2,5-二甲基己烷、1,3,5-三甲基苯和十氢化萘作为基础燃料,为RP-3航空煤油构建了替代燃料模型。物理替代验证表明该替代燃料模型能很好地反映RP-3航空煤油在亚临界到超临界状态下的... 详细信息

基于直接匹配分子结构和官能基团的思路,选取正十二烷、2,5-二甲基己烷、1,3,5-三甲基苯和十氢化萘作为基础燃料,为RP-3航空煤油构建了替代燃料模型。物理替代验证表明该替代燃料模型能很好地反映RP-3航空煤油在亚临界到超临界状态下的主要物理性质。利用所构建的替代燃料简化机理验证了其化学替代性能,结果表明:该模型不仅在高温区和低温区都能与着火延迟时间的实验值良好吻合,而且也能够良好反映燃料的在低压条件下(0.1~0.01 MPa)的着火延迟现象。模拟的物性参数和着火延迟时间与实验值的良好吻合证明了该替代燃料能同时实现物理替代和化学替代,为深刻认识超燃冲压发动机中燃料再生冷却与燃烧过程耦合机理,实现航空发动机再生冷却系统和推进动力系统等多部件联合仿真奠定基础。

关键词： RP-3航空煤油再生冷却替代燃料化学反应机理官能团

采用核磁共振信息的FACE汽油替代燃料机理构建

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工程热物理学报 2018年第6期39卷 1401-1406页

作者：禹进王子君苟小龙重庆大学动力工程学院重庆400044

提出了一种基于核磁共振分析所得的官能基团信息来构建替代燃料模型的新方法。根据核磁共振的光谱信息,定义了五种基本官能基团:烷烃CH_3基团、烷烃CH_2基团、环烷烃CH-CH_2基团、烯烃CH-CH_2基团和芳香烃C-CH基团,并通过匹配实际燃料... 详细信息

提出了一种基于核磁共振分析所得的官能基团信息来构建替代燃料模型的新方法。根据核磁共振的光谱信息,定义了五种基本官能基团:烷烃CH_3基团、烷烃CH_2基团、环烷烃CH-CH_2基团、烯烃CH-CH_2基团和芳香烃C-CH基团,并通过匹配实际燃料的这些官能基团来构建FACE汽油替代燃料。选取正丁烷、正庚烷、异辛烷、甲苯、2,5二甲基己烷、甲基环己烷和1-己烯作为备选基础燃料,根据FACE F、FACE G、FACE I和FACE J四种目标燃料的官能基团信息选取合适的替代燃料组分,进而构建相应的替代燃料模型。将所获得的替代燃料机理用于模拟不同初始条件下激波管内的燃料氧化燃烧,模拟结果与实验数据的对比表明,所构建的替代燃料机理能较好地预测FACE汽油在不同温度、压力和当量比条件下的着火特性。

关键词： FACE汽油替代燃料官能基团核磁共振化学反应机理

2,6,10-三甲基十二烷的详细化学反应机理构建

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燃烧科学与技术 2019年第6期25卷 519-523页

作者：禹进苟小龙于佳佳重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

2,6,10-三甲基十二烷作为极具潜力的可再生燃料而得到广泛的关注.为了深刻认识该燃料的燃烧过程,本文采用反应类的机理构建方法,为2,6,10-三甲基十二烷构建了详细化学反应机理.该详细反应机理对着火延迟时间的验证结果表明,新反应路径... 详细信息

2,6,10-三甲基十二烷作为极具潜力的可再生燃料而得到广泛的关注.为了深刻认识该燃料的燃烧过程,本文采用反应类的机理构建方法,为2,6,10-三甲基十二烷构建了详细化学反应机理.该详细反应机理对着火延迟时间的验证结果表明,新反应路径的加入能够提高低温区域的预测精度.同时,对该机理的流动反应器重要组分浓度和层流火焰传播速度也进行了验证.模拟值与实验值吻合良好,证明了该化学反应机理的有效性,也为实现燃料反应流模拟研究创造了条件.

关键词：生物燃料低温反应路径反应类化学反应机理代用燃料

耦合路径通量分析与敏感性分析方法的燃烧机理简化

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工程热物理学报 2014年第11期35卷 2303-2307页

作者：王卫禹进苟小龙重庆大学动力工程学院

针对采用单一燃烧机理简化方法的缺陷,本文提出了耦合路径通量分析与敏感性分析的一种新的机理简化方法,并用于甲烷与正庚烷详细燃烧机理的简化。将采用该方法所得到的简化机理与采用路径通量分析方法得到的简化机理分别用于燃烧过程模... 详细信息

针对采用单一燃烧机理简化方法的缺陷,本文提出了耦合路径通量分析与敏感性分析的一种新的机理简化方法,并用于甲烷与正庚烷详细燃烧机理的简化。将采用该方法所得到的简化机理与采用路径通量分析方法得到的简化机理分别用于燃烧过程模拟,并与直接采用详细机理的模拟结果进行对比分析,结果表明耦合路径通量分析与敏感性分析机理简化方法可以在保持计算精度的情况下进一步减少机理组分数和基元反应数目。路径通量分析与敏感性分析简化方法的耦合为化学反应流模拟中的大型详细化学机理的简化提供了新的解决方案。

关键词：路径通量分析法敏感性分析机理简化