张立淼，景晓军，武政杰，吴少华

柴油机内碳烟颗粒破碎的数值模拟

张立淼1，景晓军2，武政杰3，吴少华4

(1. 中汽研汽车检验中心(广州)有限公司，广州 511340；2. 中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300；3. 天津内燃机研究所，天津 300072；4. 新加坡国立大学，新加坡 119077，新加坡)

基于离散颗粒群理论，考虑碳烟尺寸影响因素，构建碳烟颗粒动力学模型中破碎模型．采用群体平衡方程建立了碳烟生成破碎的详细数学模型，并采用矩量投影法进行求解．将该破碎模型与参考燃料化学机理TRF机理、KIVA-CHEMKIN程序进行耦合，模拟计算碳烟颗粒在柴油机内的破碎过程．结果表明：加入破碎模型后，后燃阶段缸内碳烟数密度计算结果将增加，破碎模型对主燃阶段碳烟数密度影响反而较小．

碳烟；破碎模型；矩量投影法

柴油机与其他动力装置相比，在热效率、动力性和耐久性等方面有着较高的优势，因此在交通运输、农业和发电等领域应用广泛[1-2]．然而，柴油机在工作过程中排放的碳烟颗粒(PM)对大气环境和人体健康具有极大的危害，世界各国也纷纷建立严格的排放法规来限制柴油机颗粒物质量和数量的排放[3-4]．为了能够更好地控制颗粒物的生成，过去几十年中，国内外学者对碳烟的气相反应动力学和成核后的颗粒动力学过程开展了大量的试验和数值研究[5-7]．

碳烟颗粒破碎是颗粒动力学研究中的一个重要问题，Neoh等[8]在一个二阶燃烧器中第一次发现了碳烟颗粒的破碎现象．该燃烧器……