1. 研究目的与意义（文献综述）

随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的增强，传统的柴油机模式已经越来越不能满足如今的发展要求，imo的减排规则进一步推动了双燃料发动机的发展。

天然气作为一种替代燃料在双燃料发动机中展现出极大的优势和前途性，液化天然气（liquefied natural gas简称lng）是天然气经压缩、冷却，在-160℃下液化而成，主要成分是甲烷。天然气在液化过程中进一步净化，甲烷纯度高，几乎不含氮气和硫化物，具有洁净、经济、、资源丰富和方便储运等优点。与普通柴油机相比，lng-柴油双燃料发动机二氧化碳排放量可减少18%-22%，氮氧化物、硫氧化物减少均达到90%，颗粒物排放基本为零，运行成本减少30%左右。根据实际装船使用的lng-柴油双燃料发动机在运行中数据分析，lng燃料替代柴油燃料平均替代率最高可达60%-70%，能很好的缓解当今石油资源短缺的问题。

现阶段试验研究与模拟研究的重点不同，台架试验关注工作参数对发动机宏观性能的影响规律，而模拟研究则侧重通过微观分析获取参数影响发动机性能的内在机制。不同传统柴油发动机与汽油发动机，双燃料发动机缸内燃烧过程包含扩散燃烧与预混燃烧，燃烧过程较为复杂。因此国内外学者开展柴油-lng双燃料发动机的相关试验模拟研究。

2. 研究的基本内容与方案

本课题以船用lng-柴油双燃料发动机作为研究对象，基于三维cfd软件converge，以某发动机为原型，建立lng-柴油双燃料发动机数值计算模型，模拟缸内燃烧过程，研究分析不同工作参数对双燃料发动机燃烧特性的影响规律，以此来合理组织燃烧过程，改善双燃料发动机的排放问题。

研究本课题第一步应建立仿真模型。建立仿真模型应首先利用converge软件构建气缸三维模型，自动生成计算网格，从进气门关闭时刻开始，活塞压缩，到上止点附近喷入柴油，缸内燃烧膨胀做功，直到排气门打开时刻为止模拟缸内燃烧。分析双燃料发动机工作特点，基于converge软件中数值求解器，选择合适的子模型，包括：湍流模型、燃烧模型、喷雾模型、边界层模型等。

第二步在建立的仿真模型上对选取的子模型进行微调完成模型验证。选取与试验情况下相同的工况，如每循环喷油量，喷油嘴形状等，将三维cfd软件coverge计算的缸压曲线，热释放率、排放结果与试验结果进行对比，当计算结果与试验结果较为接近时，选取该子模型进行下一步的模拟计算。

3. 研究计划与安排

第1周：查阅文献完成文献综述和开题报告，并上交翻译材料；

第2-3周：制作ppt，进行开题报告汇报；

第4周：了解lng-柴油双燃料发动机模拟的国内外研究现状；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] montajir rahman m, tsunemoto h, ishitani h, et al. fuel spray behaviour in a small di dieselengine: effect of combustion chamber geometry[c]. sae technical paper, 2000.

[2] papagiannakis r g, rakopoulos c d, hountalas d t, et al. emission characteristics of high speed, dual fuel, compression ignition engine operating in a wide range of natural gas/diesel fuel proportions[j]. fuel, 2010, 89: 1397-1406.

[3] birger n j. rogak s n. flow characteristics of a gas-blast fuel injector for direct-injection compression-ignition engines[r]. sae technical paper, 2009.