1. 研究目的与意义（文献综述）

随着世界工业的发展，带来了世界能源的严峻形势，石油消耗量逐年增长。自从70年代能源危机^【1】以来，人们更加清醒的认识到能源不是取之不尽用之不竭的，各国都加强对燃料的研究。据有关资料表明，按现已探明的世界石油总储量计算，地球上石油储藏量已被开采消耗掉一半。如果按现在全世界石油的日需求量6500万桶再加上增长的150万桶计算，预计不到2035年，地球上的石油储量将被消耗殆尽^【2】，由此可见石油资源短缺已经成为世界性问题。

而由于矿物质燃料诸如石油之类仍然是当前能源消费的主体，这必然产生大量的一氧化碳、二氧化碳、硫化物、氮氧化物^【3】，对地球生态环境造成严重的污染。从60年代开始，欧美等国家相继制定了汽车排放限制标准，以控制汽车排放对人类生存环境带来的日益严重的危害。排放限制标准的出台，迫使汽车制造业和相关的研究机构甚至政府部门倾注大量的人力和财力来研究降低废气中各种有害排放物排放的对策和控制技术。

国内外许多学者认为在今后相当长的一段时间内，至少到2050年，内燃机仍将是最经济和主要的原动机，仍将保持快速增长的趋势^【4】。然而在全球能源危机和环境保护的大前提下，随着世界各国排放法规的日趋严格，发动机能否实现低排放标准，已经成为其能否进入和占有市场的前提条件。甚至内燃机能否在21世纪继续生存和发展的关键在于其能否适应人类能源和环境的要求^【5】。

2. 研究的基本内容与方案

首先，查阅相关资料，为了完成本次设计实验需要查阅相关文献资料，了解定容燃烧弹的发展历史和背景，以及现阶段发展状况。然后，复习巩固发动机燃烧过程的知识点，以及相关的计算公式。重点是要学习openfoam的使用及编程方法，查阅参考文献中此软件是如何将数学模型描述方程搭建起模型程序，并如何改变输入量，控制何种参数，输出符合实验数据的输出特性，查阅学习文献如何分析仿真的结果，得到适当的结论。

其次，本实验使用的定容燃烧弹系统主要由燃烧弹弹体、混合气配气系统、点火控制系统、温度控制系统、压力采集系统、同步控制系统、火焰图片采集系统等组成。为了研究模拟定容燃烧弹中甲醇燃烧的点火及火焰特性，本次实验我们需要用到的软件是openfoam。

openfoam是一个完全由c 编写的面向对象的cfd类库，采用类似于我们日常习惯的方法在软件中描述偏微分方程的有限体积离散化，支持多面体网格，因而可以处理复杂的几何外形。其自带的snappyhexmesh可以快速高效的划分六面体和多面体网格，具有网格质量高，支持大型并行计算的优点。简单来讲，openfoam是一个针对不同的的流体流动编写不同的c 程序集合，每一种流体流动都可以用一系列的偏微分方程表示，求解这种运动的偏微分方程的代码，即为openfoam的一个求解器。

3. 研究计划与安排

第1—3 周：英文翻译，完成开题报告和文献综述。

第4—5周：学习linux系统下操作，熟悉openfoam程序框架，建立燃烧模拟的控制方程。

第6—8 周：仿真程序的修改，编写及调试。

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1] 冉帆,王锡斌,朱瑞军,黄佐华.甲醇空气预混层流燃烧的简化化学反应动力学机理[j].西安佳通大学学报，2009.

[2] 张志远.甲醇-空气稀释气预混层流燃烧特性[j].工程热物理学报，2009