基于代理模型的增压型柴油机进排气敏感度研究
发布时间：2021-06-06 06:13
和汽油发动机相比,柴油机具有热效率高、功率密度大等优点,因此柴油机自发明以来应用愈广,各方面都取得了十分显著的进步。随着近几年空气不断恶化,节能减排理念深入人心,柴油机要想继续发展,必须提高热效率来提高经济性和排放性;另一方面,柴油机广泛应用的同时出现很多苛刻的应用场景,比如高原低气压燃烧,高强度高压燃烧,这些场景下性能响应会发生变化。燃烧过程中,高效的进排气过程对发动机性能作用十分显著,因此针对增压型柴油机换气过程的研究是十分必要的。本文首先介绍了单缸模型实验测试系统,并基于此实验系统建立WAVE柴油机性能仿真模型,结合缸压曲线、放热率曲线、功率、进气量等实验数据,对WAVE的燃烧模型、摩擦模型、传热模型、控制参数等进行了校核与验证,并结合额定工况的计算结果对功率的影响因素进行了分析。针对不同强度和不同进排气状态制定研究方案,然后使用WAVE计算了初始样本。通过高精度的代理模型拟合,高效的完成了进排气门对柴油机功率影响的研究与分析,得到同一工况下功率随进排气门变化的普适规律,以及不同强度和不同进排气压力状态下,功率随进排气门变化的规律,并完成各个工况下的进排气门敏感度计算和分析。最后...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 柴油机换气优化研究现状和发展
1.3 现代优化技术方法的研究现状和发展
1.4 论文的主要工作
第2章 实验测试系统与计算分析方法
2.1 实验测试系统
2.2 仿真分析模型
2.3 代理模型的理论基础和方法
2.3.1 代理模型试验点设计方法
2.3.2 代理模型的构建
2.3.3 代理模型的精确度验证
2.4 敏感度的分析方法
2.4.1 局部敏感度分析方法
2.4.2 全局敏感度分析方法
2.5 本章小结
第3章 额定工况分析与试验方案设计
3.1 仿真模型的校验
3.1.1 燃烧模型的选择
3.1.2 摩擦模型的选择
3.1.3 传热模型的选择
3.1.4 控制参数的校核
3.1.5 各系统参数设置
3.1.6 模型的验证
3.2 单缸柴油机工作过程仿真分析
3.2.1 额定工况工作过程仿真
3.2.2 换气过程与性能的关系
3.3 试验设计方案的制定与计算
3.3.1 进排气门组合的选取
3.3.2 模拟工况的制定与计算
3.4 本章小结
第4章 基于代理模型的敏感度分析
4.1 代理模型的构建与误差分析
4.2 现有状态下进、排气门大小对功率的敏感度分析
4.2.1 数据拟合与敏感度分析
4.2.2 机理分析
4.3 不同强化程度下进、排气门大小对功率的敏感度分析
4.3.1 数据拟合与敏感度分析
4.3.2 机理分析
4.4 不同排气状态下进、排气门大小对功率的敏感度分析
4.4.1 数据拟合与敏感度分析
4.4.2 机理分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于过程模拟技术和先进统计学方法的多参数发动机性能优化（英文）[J]. 王勇,刘敬平,王正球,付建勤,冯仁华. 燃烧科学与技术. 2015(02)
[2]基于全局敏感性分析和动态代理模型的复杂非线性系统优化设计方法[J]. 张扬,张维刚,马桃,唐婷. 机械工程学报. 2015(04)
[3]基于Kriging代理模型的序列优化[J]. 何东海,祁荣宾,钱锋. 计算机与应用化学. 2014(11)
[4]基于全局敏感性分析和Kriging代理模型的汽车乘员约束系统多参数优化研究[J]. 马桃,张维刚,唐婷,张扬. 中国机械工程. 2014(13)
[5]基于双层更新Kriging模型的机械结构动态特性稳健优化设计[J]. 李小刚,程锦,刘振宇,吴震宇. 机械工程学报. 2014(03)
[6]基于Kriging代理模型的多点加点序列优化方法[J]. 高月华,王希诚. 工程力学. 2012(04)
[7]多目标进化算法和代理模型技术在气动稳健优化设计中的应用[J]. 李焦赞,高正红. 空气动力学学报. 2012(01)
[8]基于Kriging代理模型的主轴箱稳健设计[J]. 陈永亮,刘双,王汉涛,张健,顾佩华. 天津大学学报. 2011(12)
[9]回转体进流段型线参数化设计及其表面压力计算[J]. 李新汶,张宁,董根金,刘敏. 舰船科学技术. 2011(08)
[10]升力体外形设计的代理模型优化方法[J]. 张珍铭,丁运亮,刘毅. 宇航学报. 2011(07)
博士论文
[1]基于CFD的复杂气动优化与稳健设计方法研究[D]. 赵轲.西北工业大学 2015
[2]基于热成形高强钢板的车身结构轻量化分析与优化[D]. 李纪雄.华南理工大学 2014
[3]汽车被动安全性的模块化建模方法与多目标优化研究[D]. 孙喜龙.吉林大学 2013
[4]车身碰撞安全的若干关键技术研究[D]. 胡侃.吉林大学 2013
[5]基于代理模型的车身吸能结构抗撞性优化[D]. 郝亮.吉林大学 2013
[6]代理模型近似技术研究及其在结构可靠度分析中的应用[D]. 李坚.上海交通大学 2013
[7]结构可靠度分析代理模型方法研究[D]. 赵威.哈尔滨工业大学 2012
[8]基于代理模型的多目标优化方法及其在车身设计中的应用[D]. 陈国栋.湖南大学 2012
[9]汽车侧碰安全性设计关键技术研究[D]. 赵敏.湖南大学 2012
[10]钢铝混合材料车身结构轻量化设计关键问题与应用研究[D]. 周云郊.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]基于代理模型的两栖车辆外形减阻优化方法研究[D]. 彭锟.北京理工大学 2015
[2]Kriging代理模型的序列优化及其应用[D]. 何东海.华东理工大学 2015
[3]某型SUV全承载式车身结构优化研究[D]. 孙锦涛.南昌大学 2014
[4]多参数非线性系统全局敏感性分析与动态代理模型研究[D]. 张扬.湖南大学 2014
[5]汽车乘员约束系统多参数优化理论及方法研究[D]. 唐婷.湖南大学 2014
[6]多参数条件下汽车乘员约束系统匹配设计及稳健性研究[D]. 马桃.湖南大学 2014
[7]汽车低速碰撞仿真研究[D]. 王亚飞.郑州大学 2014
[8]基于代理模型的边坡稳定可靠度算法[D]. 杨红波.湖南大学 2013
[9]代理模型技术的研究及其在汽车抗撞性中的应用[D]. 谢进德.湖南大学 2013
[10]基于Kriging代理模型的气动外形优化方法研究[D]. 徐圣冠.南京航空航天大学 2012
本文编号：3213778
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 柴油机换气优化研究现状和发展
1.3 现代优化技术方法的研究现状和发展
1.4 论文的主要工作
第2章 实验测试系统与计算分析方法
2.1 实验测试系统
2.2 仿真分析模型
2.3 代理模型的理论基础和方法
2.3.1 代理模型试验点设计方法
2.3.2 代理模型的构建
2.3.3 代理模型的精确度验证
2.4 敏感度的分析方法
2.4.1 局部敏感度分析方法
2.4.2 全局敏感度分析方法
2.5 本章小结
第3章 额定工况分析与试验方案设计
3.1 仿真模型的校验
3.1.1 燃烧模型的选择
3.1.2 摩擦模型的选择
3.1.3 传热模型的选择
3.1.4 控制参数的校核
3.1.5 各系统参数设置
3.1.6 模型的验证
3.2 单缸柴油机工作过程仿真分析
3.2.1 额定工况工作过程仿真
3.2.2 换气过程与性能的关系
3.3 试验设计方案的制定与计算
3.3.1 进排气门组合的选取
3.3.2 模拟工况的制定与计算
3.4 本章小结
第4章 基于代理模型的敏感度分析
4.1 代理模型的构建与误差分析
4.2 现有状态下进、排气门大小对功率的敏感度分析
4.2.1 数据拟合与敏感度分析
4.2.2 机理分析
4.3 不同强化程度下进、排气门大小对功率的敏感度分析
4.3.1 数据拟合与敏感度分析
4.3.2 机理分析
4.4 不同排气状态下进、排气门大小对功率的敏感度分析
4.4.1 数据拟合与敏感度分析
4.4.2 机理分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于过程模拟技术和先进统计学方法的多参数发动机性能优化（英文）[J]. 王勇,刘敬平,王正球,付建勤,冯仁华. 燃烧科学与技术. 2015(02)
[2]基于全局敏感性分析和动态代理模型的复杂非线性系统优化设计方法[J]. 张扬,张维刚,马桃,唐婷. 机械工程学报. 2015(04)
[3]基于Kriging代理模型的序列优化[J]. 何东海,祁荣宾,钱锋. 计算机与应用化学. 2014(11)
[4]基于全局敏感性分析和Kriging代理模型的汽车乘员约束系统多参数优化研究[J]. 马桃,张维刚,唐婷,张扬. 中国机械工程. 2014(13)
[5]基于双层更新Kriging模型的机械结构动态特性稳健优化设计[J]. 李小刚,程锦,刘振宇,吴震宇. 机械工程学报. 2014(03)
[6]基于Kriging代理模型的多点加点序列优化方法[J]. 高月华,王希诚. 工程力学. 2012(04)
[7]多目标进化算法和代理模型技术在气动稳健优化设计中的应用[J]. 李焦赞,高正红. 空气动力学学报. 2012(01)
[8]基于Kriging代理模型的主轴箱稳健设计[J]. 陈永亮,刘双,王汉涛,张健,顾佩华. 天津大学学报. 2011(12)
[9]回转体进流段型线参数化设计及其表面压力计算[J]. 李新汶,张宁,董根金,刘敏. 舰船科学技术. 2011(08)
[10]升力体外形设计的代理模型优化方法[J]. 张珍铭,丁运亮,刘毅. 宇航学报. 2011(07)
博士论文
[1]基于CFD的复杂气动优化与稳健设计方法研究[D]. 赵轲.西北工业大学 2015
[2]基于热成形高强钢板的车身结构轻量化分析与优化[D]. 李纪雄.华南理工大学 2014
[3]汽车被动安全性的模块化建模方法与多目标优化研究[D]. 孙喜龙.吉林大学 2013
[4]车身碰撞安全的若干关键技术研究[D]. 胡侃.吉林大学 2013
[5]基于代理模型的车身吸能结构抗撞性优化[D]. 郝亮.吉林大学 2013
[6]代理模型近似技术研究及其在结构可靠度分析中的应用[D]. 李坚.上海交通大学 2013
[7]结构可靠度分析代理模型方法研究[D]. 赵威.哈尔滨工业大学 2012
[8]基于代理模型的多目标优化方法及其在车身设计中的应用[D]. 陈国栋.湖南大学 2012
[9]汽车侧碰安全性设计关键技术研究[D]. 赵敏.湖南大学 2012
[10]钢铝混合材料车身结构轻量化设计关键问题与应用研究[D]. 周云郊.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]基于代理模型的两栖车辆外形减阻优化方法研究[D]. 彭锟.北京理工大学 2015
[2]Kriging代理模型的序列优化及其应用[D]. 何东海.华东理工大学 2015
[3]某型SUV全承载式车身结构优化研究[D]. 孙锦涛.南昌大学 2014
[4]多参数非线性系统全局敏感性分析与动态代理模型研究[D]. 张扬.湖南大学 2014
[5]汽车乘员约束系统多参数优化理论及方法研究[D]. 唐婷.湖南大学 2014
[6]多参数条件下汽车乘员约束系统匹配设计及稳健性研究[D]. 马桃.湖南大学 2014
[7]汽车低速碰撞仿真研究[D]. 王亚飞.郑州大学 2014
[8]基于代理模型的边坡稳定可靠度算法[D]. 杨红波.湖南大学 2013
[9]代理模型技术的研究及其在汽车抗撞性中的应用[D]. 谢进德.湖南大学 2013
[10]基于Kriging代理模型的气动外形优化方法研究[D]. 徐圣冠.南京航空航天大学 2012
本文编号：3213778
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