内燃机行业是我国机械工业中跨行业、跨部门最多的领域，内燃机是汽车、工程机械、农业机械、船舶、内燃机车、内燃发电设备、地质石油钻机、军用、各种通用机械等产品的配套动力，是各种配套产品的“心脏”。因此，内燃机行业的发展，对我国工业、交通运输、农业、国防建设，以及人民生活都有十分重大的影响。

目前，我国内燃机产品在产量和销量上均居世界之首，奠定了在中国装备制造业的支柱地位。但是，在全球制造业面临产业升级、寻求新能源动力的背景下，在参照国际研发水平制定的整体节能、减排标准下，中国内燃机工业面临着掌握核心制造技术和关键工艺技术，推动内燃机节能减排先进技术研发和科技成果转化等多项难题。

充分利用现代信息化技术手段进行内燃机参数化成型设计，可大幅提升设计精度，降低实际试车时间、次数，缩短产品设计到生产的时间。

成果信息

依托天河工业云平台，国家超级计算天津中心与我国内燃机领域唯一的国家重点实验室天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室联合构建了“内燃机高性能研发平台”。

在内燃机燃烧过程及其优化控制的研究、内燃机有害排放物的生成、对大气环境的影响及后处理技术的研究、燃料与燃料燃烧基础理论研究、内燃机节能新技术及低碳动力装置的研究、动力机械结构强度、振动、噪声及润滑技术的研究等方面确立了完备的平台支撑体系，为我国内燃机技术的发展及技术提升提供了一个强有力的保障。

面向内燃机领域，解决二冲程船机模拟、二冲程汽油机油气混合模拟、发动机Knock模拟、NG燃烧过程模拟、二冲程船用柴油机扫气系统开发、射流火焰穿过孔板、喷雾火焰结构分析、低速船机燃烧过程模拟等行业问题。

内燃机结构图

多缸汽油机瞬态燃烧仿真

二冲程船机模拟

二冲程汽油机油气混合模拟

发动机Knock模拟

NG燃烧过程模拟

典型案例：

天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室基于“内燃机高性能研发平台”开展了大量内燃机基础燃烧理论和应用技术研究等方面的工作，取得了一系列研究成果：

在内燃机近壁面喷雾、流动和燃烧研究方面，运用开源CFD软件Kiva进行了大量近壁区域流动和燃烧的计算研究，发展了适用于内燃机喷雾撞壁物理化学过程预测的CFD计算模型，揭示了近壁面区域的喷雾撞壁、破碎雾化、混合、燃烧和有害排放物生成机理；提出通过热障涂层来改变和控制近壁区域的边界条件，进而改善近壁面区域的喷雾混合和燃烧过程技术措施。

在先进湍流燃烧模型的开发和应用方面，采用OpenFoamCFD计算软件包开发了适合湍流扩散燃烧的FGM燃烧模型；研究结果表明该模型相对现有模型可更精确捕捉喷雾燃烧过程中的着火现象和中间组分分布，可显著改善燃烧模型的预测精度。

在应用技术研宄层面，采用ConvergeCFI计算软件系统开展了大型低速二冲程船用发动机的燃烧系统开发工作，包括燃用重油/机型满足Tier3排放法规燃烧系统开发和天然气/柴油双燃料船用发动机燃烧机理和燃烧系统开发等方面的工作。

依托天河工业云平台，在湍流燃烧基础理论、内燃机高效清洁燃烧理论和应用燃烧技术开发等方面都取得了较为突出的理论和应用研宄成果，所发展的喷雾和燃烧模型己经在内燃机基础燃烧理论研究中得到应用，所开发的船用发动机高效清洁燃烧技术对提升我国大型低速船用发动机的研究和开发水平具有很高的理论指导意义和工程实用价值。

基于该平台开展的研究工作和成果，已发表/投稿SCI论文6篇，SAE/中文核心论文12篇。

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