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掺氢天然气均质压燃发动机燃烧特性数值模拟研究的任务书
一、研究背景
随着环保意识不断增强和能源需求不断增加，天然气作为一种清洁能源被广泛使用，而其中掺氢天然气的利用也受到越来越多的关注。掺氢天然气是指将氢气与天然气混合后利用的一种燃气。其中，氢气是一种非常干净的能源，不产生二氧化碳和其他污染物，而天然气也比传统的石油和煤炭等化石能源更加清洁，在减少环境污染和降低能源消耗方面具有良好的潜力。因此，混合利用掺氢天然气成为了一种备受关注的新型能源应用方式。
然而，掺氢天然气的燃烧性质与传统天然气不同，这为掺氢天然气均质压燃发动机的设计与开发带来了一定的挑战。为了更好地解决这些问题，需要进行掺氢天然气均质压燃发动机燃烧特性数值模拟研究。
二、研究目的和内容
本研究的目的是通过数值模拟方法对掺氢天然气均质压燃发动机燃烧特性进行研究，探究不同掺氢比下的燃烧性能，并评估其与传统天然气相比的差异。具体任务包括：
1、建立掺氢天然气均质压燃发动机数学模型，考虑多物理场耦合作用，包括燃烧、传热、物料输运和化学反应过程等；
2、根据实际燃气组分及压力温度条件，模拟不同掺氢比下的燃烧过程，通过温度、压力、速度等参数对燃烧过程进行分析和评估；
3、通过对比分析掺氢天然气燃烧特性和传统天然气燃烧特性的差异，探究掺氢天然气在均质压燃发动机燃烧过程中的优势和不足；
4、在数值模拟结果的基础上，提出改进措施和技术优化措施，为掺氢天然气均质压燃发动机的研发提供技术支持。
三、研究方法
本研究采用数值模拟方法进行研究，具体步骤包括：
1、建立掺氢天然气均质压燃发动机数学模型，采用适当的数值方法和算法对燃烧、传热、物料输运和化学反应等多物理场进行模拟；
2、通过对模拟参数的调节和变化，分析不同掺氢比下的燃烧过程，获取燃烧特性数据；
3、采用数值仿真软件对燃烧过程中的发动机内部温度、压力和速度等参数进行分析和评估，通过模拟结果对燃气性质、发动机燃烧特性进行分析和评价；
4、在数值模拟结果的基础上，提出相应的改进和优化措施。
四、研究意义
本研究将对掺氢天然气均质压燃发动机的优化设计和制造起到重要的帮助作用。具体意义包括：
1、为发动机设计和优化提供基础数据支持和参考，为开发更加高效、环保的发动机技术奠定基础；
2、提高掺氢天然气在交通、工业生产等领域的应用水平，推动能源转型和经济可持续发展；
3、对于未来燃气能源的利用和开发，具有重要的指导意义。
五、研究进度和预期结果
本研究计划于2021年9月开始，预计于2022年9月完成。预期研究结果包括：
1、掺氢天然气均质压燃发动机数学模型的建立和验证；
2、不同掺氢比下的燃烧特性数据分析和评估；
3、比较分析掺氢天然气和传统天然气在均质压燃发动机燃烧过程中的优劣差异；
4、提出改进和优化措施，为掺氢天然气均质压燃发动机的研发提供技术支持。