WW
Wei Wang
Author with expertise in Chemical Kinetics of Combustion Processes
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
6
(17% Open Access)
Cited by:
2
h-index:
20
/
i10-index:
30
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Research on the Electro-Thermal–Mechanical Properties of IGBT Modules Under Different Bond Wire Failure Modes

Hanwen Ren et al.May 28, 2024
Due to the coefficients of thermal expansion (CTE) mismatch between various materials, the bond wire of insulated gate bipolar transistor (IGBT) module is prone to heel-cracking or lift-off failure under power cycling, which will affect the performance of the module. In this article, an electro-thermal–mechanical multiphysics coupling model was constructed for IGBT module, and the accuracy of the model was validated by steady-state conduction experiment. Based on the simulation model, the characteristics of IGBT module were further simulated under the normal state conduction operation, and the results showed that the stress of the middle bond position on a single bond wire is higher. Then, the research on the influence of heel-cracking and lift-off failure of the bond wire was carried out. The simulation results showed that the heel-cracking failure of the bond wire will cause obvious effect, in which the increase stress can be as high as 77.4 MPa. When the bond wires are detached one by one until five bond wires were lifted off, the temperature in the remaining bond wires increases by 48.7  $^{\circ}$  C, which has a significant impact on the module. The research in this article can provide the basis for improving the reliability of IGBT module and the optimization of module package design.
0
Paper
Citation1
0
Save
0

Ignition delay time measurements and kinetic modeling for n-dodecane and methane blends at low-to-intermediate temperature conditions

Zhaoming Mai et al.May 31, 2024
In this study, novel ignition delay times (IDTs) were experimentally measured for the n-dodecane/methane binary mixture with various n-dodecane content at the range of 5–20 bar and 600–1000 K, utilizing a heated rapid compression machine (RCM). Subsequently, a chemical kinetic model was developed for n-dodecane/methane binary mixture and widely validated by the experimental data including ignition delay times, laminar flame speeds, and speciation evolution in this study and the literature. The present model shows good predictive performance and was further applied in the kinetic analysis of the n-dodecane/methane binary mixture ignition characteristic. The results highlight a significant reactivity-promoting effect on the IDTs with the addition of n-dodecane through the low-temperature oxidation processes. This promoting effect is nonlinear and particularly notable in the NTC region. Additionally, the dilution gas component significantly influences the total IDTs at low-to-intermediate temperature conditions but shows less impact on the first-stage IDTs. The chemical effect of the dilution gas is minor at low-temperature conditions, while the thermodynamic effect plays a more important role in influencing the IDTs of the binary mixture.
0

Towards optimized excess air ratio and substitution rate for a dual fuel HPDI engine

Wei Wang et al.Jun 1, 2024
The diesel-piloted high-pressure direct-injection (HPDI) natural gas engine is a significant application of natural gas in heavy-duty engines. However, there is limited research focusing on quantitative optimization of the excess air coefficient and natural gas substitution rate of HPDI engines. In order to support the design and development of HPDI engines, this article investigates the effects of excess air coefficient and substitution rate on a dual fuel HPDI engine combustion performance and emission characteristics. Results show that increasing the excess air coefficient results in higher cylinder pressure, but it has minimal effect on the heat release rate. A higher excess air coefficient can also lead to higher nitrogen oxides (NOx) emissions, lower soot emissions, methane (CH4) and total hydrocarbon (THC) emissions significantly decrease at 50% loads (Case2 and Case4), but these increase at 70% loads (Case1 and Case3). Furthermore, increasing the substitution rate markedly reduces greenhouse gas emissions, though it comes with the drawback of heightened combustion instability, and there is a trade-off between engine combustion cycle variations and greenhouse gas emissions as the substitution rate changes. The above research findings will provide optimization guidance for the engineering development of HPDI engines.
0

Generalized Characterization Model and Solution Method for GIS Basin Insulator Pyrolysis Reaction Mechanism Function

Jin Hu et al.Apr 11, 2024
The reaction mechanism function can effectively characterise the insulation ageing and deterioration process of GIS basin-insulators, which helps to reveal the failure mechanism of insulating materials and provides a new way to assess the insulation performance of basin-insulators. and establish the reaction mechanism expression. This expression may be adjusted to accommodate different reaction stages or pathways and has a broader range of applicability. On this basis, a structural form of this test function is derived based on the non-isothermal kinetic equations and the formulae for calculating the model are derived. Using this method it is also possible to calculate the finger front factor at the same time. The reaction mechanism functions for basin insulators and cross-linked polyethylene are further specified and the validity of the generic characte risation model and solution method for the reaction mechanism functions is verified based on the Coast-Redfern method and the modified Flynn-Wall-Ozawa method. The above work provides an effective method for analysing the reaction mechanism of the degradation process of insulator insulation materials