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正丁醇—柴油混合燃料低温燃烧过程数值模拟研究的开题报告
一、研究背景及意义
柴油是内燃机燃料的重要组成部分，具有高能量密度、高温高压下易燃烧等优点。然而，柴油燃料在低温环境下的燃烧难度较大，容易出现爆震、噪声等问题，严重影响了柴油机的性能。而添加正丁醇作为混合燃料，有望改善柴油在低温环境下的燃烧性能。
因此，本研究旨在对正丁醇—柴油混合燃料在低温环境下的燃烧过程进行数值模拟，旨在探究正丁醇对柴油在低温燃烧中的影响，为燃料设计和柴油发动机研制提供理论支持。
二、研究内容与方法
本研究主要分为以下两个部分：
1.正丁醇—柴油混合燃料低温燃烧数值模拟。
首先，构建正丁醇—柴油混合燃料燃烧数值模型，利用计算流体力学（CFD）软件对不同质量分数的混合燃料在低温环境下的燃烧过程进行模拟。主要涉及气相流动、燃料喷雾、混合物形成、化学反应等机理。
2.燃烧参数分析与优化设计。
根据模拟结果，分析正丁醇质量分数对低温燃烧参数的影响，如点火延迟时间、燃烧率、峰值温度等。进一步优化正丁醇—柴油混合燃料比例及喷雾参数，以寻求最佳燃烧性能。
三、预期研究成果
1.正丁醇—柴油混合燃料在低温环境下的燃烧机理。
通过数值模拟，探究正丁醇在低温燃烧中的作用机理，如其对喷雾、混合物形成及燃烧反应的影响。
2.正丁醇—柴油混合燃料比例及喷雾参数优化设计。
基于模拟结果，寻求最佳正丁醇—柴油混合燃料比例及喷雾参数，以优化燃料设计及提高柴油机的性能。
四、可能面临的困难及解决方法
1.数据不准确或缺乏相关实验数据。
解决方法：依据现有文献资料，进行模拟数据的校验和实验验证。
2.复杂的化学反应机理难以模拟。
解决方法：结合实际情况，简化化学反应机理，选取合适的反应机理并进行优化。
3.模拟时间和计算资源等限制。
解决方法：利用高性能计算机等计算资源，以及合理设计计算方案，减少计算时间和资源消耗。
五、研究计划及预算
本研究拟在18个月内完成，主要工作计划如下：
第1-3个月：综述相关文献，建立正丁醇—柴油混合燃料燃烧模型，研究相关机理。
第4-9个月：对正丁醇—柴油混合燃料在低温环境下的燃烧过程进行数值模拟分析，得出模拟数据。
第10-12个月：分析模拟结果，优化设计正丁醇—柴油混合燃料比例及喷雾参数。
第13-15个月：进行实验验证，校验数据准确性。
第16-18个月：撰写研究报告和相关论文，进行研究成果展示和交流。
预算如下（单位：万元）：
设备费：30
材料费：5
测试费：10
出版及交流费：5
合计：50
六、参考文献
1.Chen,Y.,Luo,Z.,Kang,Y.,Yang,H.,Xu,M.,&Huang,Z.(2018).Combustion
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2.Menon,K.,Povi,K.,&Varma,A.K.(2019).Experimentalandnumericalstudyon
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3.Hsieh,C.-T.,Lin,K.-Y.,&Chen,R.-H.(2020).Experimentalandnumerical
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