船用柴油机的分缸平均值模型

为满足柴油机分缸性能仿真和控制要求,以柴油机平均值模型为基础,吸收容积法模型的优点,提出了一种可计算单缸性能的分缸平均值模型.该模型以每缸燃烧持续期指示扭矩的平均值代替了整个循环指示扭矩的平均值,在模型复杂度儿乎不增加的情况下,使单缸指示扭矩具有类似容积法模型的脉冲特点.多缸叠加后的模型可计算瞬时扭矩和瞬时转速的周期性波动.以6S60MC型船用柴油主机为例进行了仿真计算.结果表明,在正常状态下,该模型与平均值模型的精度近似,但该模型可仿真正常情况和单缸或多缸工作不正常情况下柴油机瞬时转速的周期性波动,为分缸均衡控制提供基础.     

基于微粒群优化的船舶柴油机T-S模糊模型

提出了一种基于微粒群优化(PSO)的T-S模糊模型的非线性系统辨识方法,并用于船舶柴油机的动态建模.该辨识方法采用GK模糊聚类算法确定模糊模型的前件结构及参数,利用PSO算法来辨识模糊模型的结论参数.利用6160-All船舶柴油机模型,获得柴油机各主要参数在油门尺度和负载发生小偏差扰动时的试验数据,再利用该组数据辨识出柴油机转速、涡轮增压器转速、增压压力、空冷器压力、进气管压力、排气管压力等参数的T-S模糊动态模型.仿真结果表明了该方法的有效性.     

柴油机BP-PID调速器性能改善研究

采用相继增压(STC)、可调二级增压、VGT和EGR技术的柴油机,在运行过程中进排气压力会产生较大波动,而使柴油机运行不稳定,调速性能变差。为进一步提高其调速性能,建立了传统BP-PID调速器仿真模型,并在目标转速、实际转速、转速偏差3个输入信号的基础上,增加了柴油机进排气压力2个输入信号,建立了改进BP-PID调速器仿真模型。以相继增压柴油机为例,分别采用增量式PID、传统BP-PID算法和改进BP-PID算法3种调速器进行了相继增压切换过程仿真计算,结果表明:相比增量式PID调速器,BP-PID调速器可以明显改善柴油机调速性能,增加进排气压力2个输入信号可以加快BP神经网络对PID参数的调节速度,从而进一步改善BP-PID调速器的调速性能;当进排气压力变化较小时,改善效果较小,当进排气压力变化较大时,改善效果明显。     

基于BP网络的粉煤灰混凝土强度计算

为计算粉煤灰混凝土在一定条件下的强度,基于改进的BP算法,建立了6个粉煤灰混凝土28 d抗压强度BP网络训练及计算模型.模型均以水灰比为输入,分别以粉煤灰等量取代水泥5%卵石混凝土28 d抗压强度、粉煤灰等量取代水泥15%卵石混凝土28 d抗压强度、粉煤灰等量取代水泥25%卵石混凝土28 d抗压强度、粉煤等量取代水泥5%碎石混凝土28 d抗压强度、粉煤灰等量取代水泥15%碎石混凝土28 d抗压强度及粉煤灰等量取代水泥25%碎石混凝土28 d抗压强度为输出.该6个模型的计算结果为:模型1相对误差平均值为3.371%;模型2相对误差平均值为4.415%;模型3相对误差平均值为3.483%;模型4相对误差平均值为4.743%;模型5相对误差平均值为3.346%;模型6相对误差平均值为5.317%.由此可见,所建立的BP网络模型,训练及计算结果较为理想.     

直喷式柴油机缸内燃空混合过程的计算机模型

本文推出了一个直喷式柴油机缸内燃空混合过程的新模型,该模型提出了燃空混合过程“两个时期、三个阶段”进行计算的新设想,将该模型用于直喷式柴油机缸内污染物生成历程的模拟计算并与实验结果比较表明,该模型是合理的。     

4种湍流模型对混流式水轮机压力脉动模拟的比较

采用RNGk-ε模型、Realizable k-ε模型、Transition SST模型和DES模型,在4种网格尺度下对模型混流式水轮机三维全流道非定常湍流进行模拟.在试验验证的基础上,分析各模型对水轮机压力脉动模拟的适应性,并进行网格无关性分析.分析结果表明:4种湍流模型都可以模拟出尾水管偏心涡带的形态,但尾水涡带在相位上不同,压力脉动的主频或振幅有差别;湍流模型与网格尺度不是单调线性关系,甚至相反;Transition SST模型比RNGk-ε模型、Realizable k-ε模型、DES模型对水轮机压力脉动模拟的适应性更好,在不同网格尺度下预测的压力脉动主频、振幅和试验结果更加吻合.     

低散热柴油机整机传热快速预测模型

为探究低散热柴油机在采取隔热措施前后缸内的传热过程及热量分布,本文基于热阻-热容动态传热网络模型及柴油机热力学模型的耦合计算开发了柴油机的传热预测算法,并设计了GUI人机交互界面软件。以某单缸柴油机为研究对象,采用该传热模型正确预测了单缸机工作过程中的缸内压力、部件壁面温度、热平衡等参数,并根据相应的隔热方案快速实现发动机隔热后的传热计算。该模型能够应用在低散热柴油机的开发设计阶段,对不同的隔热方案进行整机的传热预测,实现对隔热效果的预先了解。     

超临界CO2对肉馅中细菌的杀菌效果及模型分析研究

研究了超临界CO2(温度高于或等于31.1℃、压力大于或等于7.38 MPa)对内馅中细菌的杀菌效果并应用两种模型进行了分析.结果表明,随着处理压力的增加和处理时间的延长,超临界CO2对细菌的杀灭效果增强,在40℃的温度下,处理压力为40 MPa及处理时间为70min时细菌最大降低了3.3个数量级.Weibull模型和Log-Logistic模型均能很好地拟合超临界CO2的杀菌过程,评价参数(Af、Bf、SS、RMSE和R2)分析表明,L0g-Logistic模型的拟合效果最好.     

柴油机仿真模型的模糊综合评估

考虑到柴油机仿真模型评估过程中存在的一些模糊因素,提出了一种定量化、解析化评估柴油机仿真模型的新方法.该方法是在模糊集理论的基础上,通过构建评估指标集,确定各评估指标的评估函数和权重,建立模糊综合评估模型对柴油机仿真模型性能优劣进行评估.利用该方法对柴油机仿真模型进行模糊综合评估,其关键是模糊评估函数和各评估指标权重的确定.对某柴油机工作过程稳态仿真模型的评估计算结果表明,采用该方法对柴油机仿真模型进行评估是切实可行的.     

基于GT-SUITE的二甲醚共轨柴油机性能研究

基于GT建立了柴油机共轨系统和柴油机模型,在标定转速下,研究了喷油提前角、共轨压力对二甲醚柴油机性能的影响.结果表明,加大喷油提前角和增加共轨压力,均可以改善二甲醚柴油机的经济性和提高其动力输出,但会造成NOx排放的增加.     

GASA—SVM改进算法及其在柴油机供油系统故障诊断中的应用

针对目前支持向量机（SVM）参数选择的盲目性,结合遗传算法GA的并行搜索和模拟退火算法sA的概率突跳特性,提出一种改进的基于遗传退火算法（GASA）混合策略优化支持向量机惩罚函数和核函数参数的GASA-SVM算法。利用柴油机供油系统油压波形的实测数据,归一化处理后作为诊断模型的特征值,建立了基于GASA-SVM的柴油机供油系统故障诊断模型。通过与BP神经网络、RBF神经网络、SVM和GA-SVM故障诊断模型比较表明：应用GASA．SVM建立的故障诊断模型在故障识别准确性上优于其它网络模型,能够有效进行柴油机供油系统的故障诊断。     

双燃料直喷式柴油机燃烧模型及性能预测

本文探索了一种适合于甲烷柴油双燃料直喷式柴油机的燃烧模型,用含有14种化学成份的32个化学反应方程来模拟稀薄和接近理想甲烷氧气混合比时的燃烧过程。计算和实测结果表明,此模型能较满意地预示双燃料柴油机的性能,又为设计和研制新型双燃料柴油机提供有价值的信息。     

Simulation of quasi-dimensional model for diesel engine working process

In order to satisfy the demand of validity and real time operating performance of diesel engine model used in hardware-in-the-loop simulation system, a simplified quasi-dimensional model for diesel engine working process was proposed, which was based on the phase-divided spray mixing model. The software MATLAB/Simulink was utilized to simulate diesel engine performance parameters. The comparisons between calculated results and experimental data show that the relative error of power and brake specific fuel consumption is less than 2.8%, and the relative error of nitric oxide and soot emissions is less than 9.1%. At the same time, the average computational time for simulation of one working process with the new model is 36 s, which presents good real time operating performance of the model. The simulation results also indicate that the nozzle flow coefficient has great influence on the prediction precision of performance parameters in diesel engine simulation model.     

F912Q柴油机喷油、燃烧、排放的多维仿真研究

利用KIVA-3V程序对F912Q风冷、直喷柴油机进行了仿真研究.仿真计算采用三维网络结构,计算区域包括进气道、进气阀、气缸、排气阀、排气道.仿真计算得到的缸内压力-时间曲线和排气污染物各成份分别与试验数据进行了对比,结果表明仿真计算可以较好地再现实际的发动机工作过程.在此基础上,利用KIVA-3V程序研究了涡流强度以及喷雾锥角对燃油喷射、蒸发和油气混合过程的影响.仿真结果表明:通过适当加大涡流比可以显著促进燃油蒸发和油气混合过程;喷雾锥角对发动机蒸发和燃烧过程有显著的影响,存在一个最佳的喷雾锥角使上述过程达到最优.     

增压柴油机废气再循环（EGR）系统的优化设计

废气再循环技术（EGR）是解决柴油机NOx排放的有效措施之一．以增压柴油机为研究对象,对比分析了不同废气再循环方式的优劣;解决了部分工况下进排压逆差问题;通过建立带有EGR系统的柴油机模型和实验验证,优化满足要求的EGR系统．研究表明,采用带有合适的进、喉口比例尺寸的文丘里管解决了进排压逆差问题,不同工况下采用合适的EGR率保障了柴油机的工作性能,并有效降低了NOx的排放．     

一种改善船用柴油机性能的热力循环

为了改善涡轮增压柴油机的性能,本文提出了一种向缸内喷射不同工质的热力循环,建立了该循环的数学模型,推导了性能指标的计算式,给出了各种喷射参数与性能指标的关系,从理论上证明了该循环的性能得到了改善。研究表明,当柴油机的负荷较高时喷射液态工质,可以降低机械负荷和热负荷,减少NOx的排放;负荷较低时喷射气态助燃剂,可提高增压压力,改善低负荷性能。这种循环有助于提高压缩比,从而进一步改善涡轮增压柴油机的性能,较适用于船用高增压柴油机。     

柴油机排气歧管的CFD数值模拟分析

采用CATIA软件建立柴油机排气管三维实体模型,应用AVL FIRE软件对该排气管模型内流场进行CFD数值模拟计算,获得不同排气歧管分支在其排气流量最大时内部的压力场、速度场等.结果表明在总管与支管接口处,压力变化剧烈,能量损失较大,且管内有部分涡流区.对排气管的结构进行优化改进,优化后的结果表明,压力变化剧烈处明显变小,管内部分涡流区减小甚至消失,速度分布更加均匀.     

乙醇燃料均质压燃发动机的试验研究

利用进气预热和废气再循环(EGR)控制方法,在由CA6110柴油机改造的单缸发动机上进行了以乙醇为燃料的均质混合气压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)试验研究。结果表明:在过量空气系数λ=1~9时,发动机可以实现HCCI燃烧,但由过量空气系数和EGR率表示的HCCI工作范围受爆震和部分燃烧的限制。乙醇燃料HCCI燃烧最大平均指示压力可达到0.6 MPa,指示效率可达到60%。在HCCI燃烧中只产生少量的NOx,但是未燃HC和CO的排放较高。     

劣质柴油加氢脱硫工艺条件及反应动力学研究

采用HPL-1型催化剂,在小型加氢装置中对4种劣质柴油进行加氢脱硫反应,考察了反应温度、反应压力、体积空速和氢油体积比对脱硫率的影响,并进行了反应动力学的研究。结果表明,最佳的工艺条件为:反应温度360℃、反应压力7.0 MPa、体积空速1.0h^-1、氢油体积比800∶1;该条件下劣质柴油加氢脱硫率最高,可达96.57%。通过修正压力、氢油体积比、体积空速等参数,建立了劣质柴油0.5级动力学模型,通过检验发现,4种劣质柴油硫质量分数的实验值和模拟值的吻合性较好。