NiCoFe-LDH沉积在Bi?Ti?O??纳米片上，用于碱性条件下的电催化氧气释放和尿素氧化反应

《Fuel》：NiCoFe-LDH deposited on Bi 4Ti 3O 12 nanosheets for electrocatalytic oxygen evolution and urea oxidation reactions under alkaline conditions

混合建模方法用于模拟EGR稀释条件下预燃室湍流喷射点火及主燃烧室燃烧过程，揭示压力差与燃烧持续时间正相关及湍流火焰片过渡现象，结合G方程与多区稳态反应器模型并引入湍流-化学相互作用子模型。

　　
该研究针对天然气预燃室发动机在废气再循环（EGR）稀释条件下的燃烧过程开展建模与仿真工作，提出了一种融合预燃室与主燃烧室不同建模策略的混合模型方法。通过分析实验数据与既有数值模拟的对比研究，揭示了EGR条件下燃烧过程的关键特性及传统模型的局限性。研究团队在前期工作基础上，针对传统RANS模型在处理高EGR稀释工况时的不足，重点优化了主燃烧室湍流-化学相互作用（TCI）建模方法，最终构建了兼顾预燃室燃烧特性与主燃烧室湍流 jet驱动燃烧的混合建模框架。

实验部分采用单缸中负荷天然气SI发动机平台，在1200rpm转速、7.5bar制动平均有效压力条件下，测试了10.2%至22.3%不同EGR率下的燃烧过程。研究团队通过高保真大涡模拟（LES）与数值仿真对比，发现传统G方程模型在预测预燃室燃烧时表现良好，但在主燃烧室湍流 jet驱动燃烧阶段存在显著偏差。具体表现为：当EGR率超过20%时，G方程模型高估燃烧速率约30%-40%，且无法准确捕捉燃烧延迟现象；而多区段稳态混合反应器（MZ-WSR）模型虽能较好模拟主燃烧室整体压力曲线，但对预燃室压力波动的捕捉存在明显不足。

研究通过深入分析实验数据与既有仿真结果，发现两个关键机制：首先，预燃室与主燃烧室之间的压力梯度（ΔP=PC-MC）与燃烧持续时间呈显著正相关，压力梯度峰值时刻直接影响主燃烧室湍流 jet的初始动量传输效率；其次，在EGR稀释工况下，主燃烧室湍流火焰前缘分布呈现动态演变特征，从破碎反应区逐步过渡到皱褶火焰let区，这一转变过程与Karlovitz数超过临界值（>100）时的局部熄火现象直接相关。

基于上述发现，研究团队创新性地构建了分层混合建模体系。预燃室燃烧采用改进型G方程模型，通过引入动态压力梯度反馈机制，优化了湍流火焰传播速度的预测精度。主燃烧室则结合多区段稳态混合反应器框架与湍流-化学相互作用子模型，重点解决了两个技术难题：其一，开发了基于局部应变率衰减的反应速率修正函数，有效模拟了湍流剪切导致的化学活化能衰减效应；其二，构建了动态熄火-再点火判据模型，通过实时监测流场参数与化学混合度，精确控制反应速率的启闭阈值。

该混合模型在三个典型EGR率工况（18.8%、20.9%、22.3%）下的验证显示，预测的主燃烧室压力曲线与实验数据偏差小于8%，燃烧速率预测误差控制在15%以内，特别是对延迟燃烧现象的捕捉准确度达到92%。相较于单一G方程模型，燃烧相位划分误差降低40%；相比传统MZ-WSR方法，预燃室压力波动模拟精度提升65%。研究特别指出，在EGR率接近稀释极限（22.3%）时，湍流 jet的动量穿透深度与火焰传播路径的耦合作用达到临界状态，此时混合模型对局部熄火事件的预测准确度显著优于传统方法。

该成果为天然气发动机在EGR高稀释工况下的性能优化提供了新的建模范式。研究团队建议后续工作可着重探索：1）多喷嘴预燃室几何参数与湍流 jet动量场的耦合关系；2）活性预燃室供气策略对主燃烧室TCI过程的调控机制；3）模型参数的自适应优化算法开发。这些研究方向对提升混合模型在实际工程应用中的泛化能力具有重要价值。