一、MATLAB在内燃机现象学燃烧分析模型中的应用（论文文献综述）
邵珠杰[1]（2021）在《燃烧反应区拓扑表征及其与燃烧排放特征映射关系的探究》文中认为油耗法规和排放法规日益严格,进一步降低发动机的污染物排放以及提高效率成为了内燃机继续长期存在和发展的根本要求。内燃机燃烧技术的进步、车用燃油组分优化是降低内燃机污染物排放和提高效率的两个主要途径,二者协同发展成为必然趋势。但目前关于燃料多元化结合燃烧技术的研究是偏开环性、偏定性的,燃油优化一般以组分的掺混比、含量这种较为笼统方式表征。另外,单一燃料理化指标（馏程、辛烷值等）与燃料燃烧、排放性能或发动机性能关联不明显或非单调映射。而引入燃料分子拓扑与边界条件构建参与燃烧的微观团体即燃烧反应区可更精确预测燃料的燃烧效果及有害物排放,因此实现燃烧反应区定量表征具有重要意义。燃烧反应区拓扑表征包括燃料量化表征和反应区热-物理-化学状态的量化表征。燃料量化表征使用燃料拓扑指数来实现;反应区热-物理-化学状态用定容燃烧平台的初始压力、当量比或发动机平台的压缩比、运行参数、技术参数来宏观表征。本研究主要目的是探讨燃烧反应区拓扑表征的可行性,并基于燃烧反应区拓扑量化表征构建燃料燃烧/排放表现（定容燃烧平台）、发动机经济性/排放性表现（发动机平台）两级指标的可逆定量模型,同时实现定量模型的快速构建,为基于现象学模型的油机协同理念实现提供了高效、快速手段。本研究的主要内容以及研究结论如下:1.燃烧反应区拓扑构建及合理性分析。介绍了燃烧反应区拓扑构建方法,基于灰色关联模型佐证了拓扑指数比单纯使用碳原子数目具有更强的分子类型表征能力,并通过燃料量化表征参数与燃烧、排放参数的关联等级分析确定了燃料量化表征的合理性。1)单质烷烃燃烧反应区拓扑构建及合理性分析。引入Balaban中心指数B和Balaban指数J构建二元序列（B,J）唯一量化表征烷烃分子类型。其中B指数主要包含燃料分子支链化信息同时还包含碳原子数目信息;J指数主要包含碳原子数目信息同时还包含环状碳链、支链化信息。引入表征反应物数量的Pφ变量（浓度与压力乘积）和表征碰撞能的PT参数（压力与温度乘积）构建了定容平台烷烃燃烧反应区拓扑表征序列为（B,J,Pφ/PT）。基于灰色关联模型分析了燃烧排放参数对烷烃拓扑指数的关联性。结果发现,与单纯的碳原子数目CN相比,B指数和J指数在包涵了支链化和碳原子数目两种分子信息后和燃料燃烧参数有更好的贴合性。自燃温度对于三种指数敏感性的当量比特性也呈现出明显的规律,当量比为0.8时局部当量比均匀性更好,削弱了边界条件对燃料自燃温度的影响,燃料自燃温度对燃料拓扑指数具有更高的敏感性;中高温度时,J指数是影响着火延迟最主要的因素,低温时着火延迟对B指数的敏感性最大;在各当量比下燃烧持续期对燃料分子支链化表征性最强的B指数的敏感性最大,其次为J指数。B指数和J指数对压力峰值和放热率峰值关联能力受当量比条件的影响,放热率峰值与两种指数关联性的当量比特性和压力峰值规律一致。2)单质醇燃烧反应区拓扑构建及合理性分析。在烷烃量化表征基础上增加了羟基位置信息H后定义了单质醇分子的具有唯一性的量化表征序列（B,J,H）。H指数主要包含了官能团羟基的位置信息。构建了定容平台醇燃烧反应区拓扑表征序列为（B,J,H,Pφ/PT）。基于灰色关联模型分析了燃烧排放参数与醇拓扑指数的关联性。结果表明,低碳醇羟基位置是影响其自燃温度的主要分子结构参数。其次是倾向于表征醇分子碳链支链化程度的B指数,最后是倾向于表征醇分子碳链大小的J指数;在中、低温环境中,表征羟基位置的H指数是影响醇类燃料着火延迟的主导因素,其次为B指数。高温环境削弱了H指数影响着火延迟的优势,此时碳链分子支链化程度在影响着火延迟方面表现强势;相比于碳链结构和碳链大小,羟基位置是影响燃烧速率的主导因素;燃烧过程的压力峰值和放热率峰值是燃料类型和燃烧环境协同作用的结果,三种分子信息表征参数对压力峰值和放热率峰值的影响权重大小规律随当量比的变化波动明显;三种分子信息指数对CO排放的影响规律不明显,对THC、NOx排放的影响权重明显受当量比的干涉。3)多元组分燃料燃烧反应区拓扑构建及合理性分析。在单质组分量化表征的基础上修订了芳烃苯环中碳-碳键表征值,定义了多元组分量化表征序列（B,J,H）。并以发动机压缩比ε为边界条件变量构建了发动机平台多元组分的燃烧反应区拓扑表征序列（ε,B,J,H）。以爆震强度为例分析了目标参数与燃烧反应区拓扑变量的关联性。结果发现,燃料三种指数和爆震强度存在明显关联性。B指数对爆震强度的影响最为明显;J指数主要包含了碳链中碳-碳键数量信息、环状碳链数量信息,对于支链化信息的表征不明显,因此J指数对爆震强度的影响权重小于B指数;H指数仅表征了羟基的位置信息,并不包括碳链结构和大小信息,对爆震强度的影响能力最差。三种指数与辛烷值的关联性大小规律和三种指数与爆震强度关联性大小规律一致,证明了燃料分子结构直接决定了燃料的辛烷值,进而影响了燃料爆震燃烧的强度。2.基于现象学的映射模型构建及评估。燃料定容燃烧、排放表现以及发动机爆震燃烧强度表现本质上是一种燃烧现象。而数据拟合是现象学映射模型构建的快速、核心手段。因此以燃料定容燃烧、排放参数以及发动机爆震强度为性能指标,选取具有多因素、非线性拟合能力的二项式函数、幂函数、指数函数、对数函数四种回归模型对性能指标进行了拟合计算,来证明无论是基础燃烧表现还是发动机性能表现,燃烧反应区和性能指标间都存在映射关系,并以相关系数对映射关系进行评估。1)单质烷烃燃烧排放参数映射关系构建。自燃温度、着火延迟、压力峰值、放热率峰值、燃烧效率,二项式函数拟合效果最好,尤其是自燃温度、压力峰值、放热率峰值,拟合相关系数大于0.98。对于燃烧持续期,指数函数模型拟合效果最佳,相关系数高达0.9963。排放物中CO的拟合效果最差,相关系数最高也只有0.9093,NOx、THC和微粒总质量拟合结果良好,相关系数均高于0.99。2)单质醇燃烧排放参数映射关系构建。着火延迟指数函数拟合效果最佳,相关系数为0.9871,而自燃温度、燃烧持续期、压力峰值、放热率峰值、燃烧效率的幂函数拟合效果最佳,相关系数均在0.9以上;排放参数函数拟合的相关系数明显低于燃烧参数。只有CO幂函数拟合相关系数高于0.9,THC、NOx和微粒总质量排放各函数模型的拟合效果不理想;相比于分子类型,燃烧过程是影响醇类有害物排放的主导因素,以分子表征信息为主的数据序列（B,J,H,φ）在量化表征排放参数方面表现乏力。3)爆震强度映射关系构建。对于爆震强度的定量模型,以（ε,B,J,H）为变量参数时幂函数表现最好,相关系数大于0.95;以（ε,RON,MON）为变量参数时指数函数模型表现最好,相关系数为0.9282。燃料拓扑与燃烧过程特征参数、有害物排放存在定量映射关系且相关系数高于0.9,这表明在燃料燃烧和排放研究领域,应用B指数、J指数等化学结构相关表征用于量化表达燃料类型及其对性能影响具有更高精确性。3.基于神经网络的燃烧反应区拓扑-发动机性能快速映射构建。现象学定量映射模型基于实际测量数据所获取。并未体现模型的外延性应用以及对“未知”样本的预估能力。因此选取泛化能力较强的神经网络模型,以燃烧反应区拓扑表征（燃料拓扑指数、发动机结构和运行参数）为输入,以性能、排放为输出,可直接实现基于燃烧反应区拓扑表征的发动机性能预测。整个训练过程的总体相关系数为R=0.9839,MSE=0.0018,验证过程整体相关系数R=0.9846,MSE=0.0018,对“未知”样本测试过程相关系数R=0.9808,MSE=0.0021。证明了预测模型具有较高精度。4.部分现象学映射模型应用及验证。基于实际发动机平台以部分现象学模型为导向进行了油品构型优化。证明了前期建立的映射关系对实际发动机平台中对目标参数预估具有一定的参价值。但由于定容燃烧平台和发动机平台实际燃烧过程的不同,映射模型与实际结果存在系统误差。另外,基于上述结论对发动机控制参数进行扩展,证明了在对发动机进行控制参数调节时,结论仍然成立。根据映射关系指导精炼燃料中芳烃的种类,结合点火正时的调整,可以在一定程度上优化燃烧过程,提高发动机功率输出,降低be,但会增加NOx排放。
张浩[2]（2021）在《基于煤基合成柴油与活化热氛围调控的内燃机高效清洁燃烧技术研究》文中指出随着燃油耗法规和污染物排放法规的日益严格,能源与环境的可持续发展成为全球关注的焦点。中国具有缺油、少气、多煤的能源结构特点,根据我国的资源分布情况发展替代燃料可以充分发挥我国地域辽阔和资源多样性的优势,因此清洁替代燃料的开发及合成技术得到了各界的关注。同时,内燃机各种新型燃烧模式对燃料特性以及分子结构提出了新的要求,传统燃油的理化性质难以与新型燃烧模式的需求相匹配。因此,根据新型燃烧模式的需求通过替代燃料灵活调整缸内活化热氛围、优化发动机燃烧过程至关重要,近年来通过油机协同技术实现内燃机高效清洁燃烧逐渐成为研究热点。本研究基于国家自然科学基金以及吉林省自然科学基金项目,针对煤基合成柴油在压燃式发动机上的应用问题,基于燃料理化特性与燃烧模式协同配合的思想,探究煤基合成柴油/丁醇混合燃料活性控制燃烧以及双燃料喷射活化分层燃烧、煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧对于压燃式发动机燃烧过程以及排放污染物的影响。配合进气参数和喷油参数等燃烧边界条件调整,探索通过燃料理化特性以及活化热氛围调整实现压燃式发动机高效清洁燃烧的潜力,确定与燃料特性以及燃烧模式相匹配的燃烧边界条件控制策略。同时利用光学可视化研究与数值模拟分析的手段,探究燃料理化特性与燃烧边界条件对于混合气形成、燃烧过程、火焰发展及污染物生成历程的影响机理与作用机制。研究中以一台电控高压共轨四气门柴油机为基础,基于开放式ECU搭建了具有进气道喷射以及缸内直喷两套燃油喷射系统的热力学发动机试验测试平台。自行设计搭建二级模拟增压系统以及冷却EGR系统实现进气参数的灵活调节,基于电涡流测功机、燃烧分析仪、高响应的瞬态排放分析仪构建了发动机燃烧及排放测控系统,实现了压燃式发动机的燃烧与排放实时测试与分析。基于一台四冲程单缸立式水冷发动机和高速摄像机搭建了光学可视化测试平台,实现了压燃式发动机缸内火焰发展历程的采集和分析。基于本研究中所采用的热力学发动机耦合煤基合成柴油化学反应机理搭建可实现煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧三维模拟仿真平台,为从化学反应动力学角度深入分析压燃式发动机燃烧过程创造了条件。主要研究内容及结论如下:1、试验研究了燃用煤基合成柴油与国VI石化柴油对压燃式发动机燃烧过程及污染物排放的影响,研究发现相对于低芳烃含量的国VI石化柴油,煤基合成柴油具有较高的反应活性、十六烷值过高,在压燃式发动机中燃用煤基合成柴油滞燃期缩短,预混合燃烧比例减小、预混合燃烧与扩散燃烧边界明显。由于扩散燃烧比例高,燃烧持续期延长,因此相对于燃用石化柴油,燃用煤基合成柴油能够降低发动机的NOx排放但其颗粒物质量排放有所增加。2、针对纯煤基合成柴油燃烧存在的预混合燃烧比例不足的问题,采用煤基合成柴油/丁醇混合燃料活性控制以及双燃料喷射活化分层的燃烧方式灵活调控缸内活化热氛围进而改善发动机性能,研究发现两种燃烧模式均有利于提高预混合燃烧比例、改善混合气形成,有利于降低颗粒物排放。其中煤基合成柴油/丁醇活性控制与活化分层燃烧中通入EGR能够显着降低引入丁醇带来的高NOx排放,缓解NOx排放与颗粒物排放的trade-off关系。丁醇汽化潜热较大以及燃烧相位推迟等因素导致煤基合成柴油/丁醇活性控制燃烧的热效率相对于纯煤基合成柴油燃烧较低。相对于煤基合成柴油/丁醇活性控制燃烧模式,进气道喷射丁醇、缸内直喷煤基合成柴油的活化分层燃烧模式能够调整燃料缸内空间分布实现混合气反应活性的分层,从而更加灵活的调控缸内活化热氛围以达到更高的预混燃烧比例,因此活化分层燃烧过程中燃烧持续期更短、热效率水平与纯煤基合成柴油燃烧相当。但活化分层模式在进气和压缩冲程中残留在活塞环与缸套之间的丁醇燃料难以完全燃烧会产生较高的HC和CO排放。通过优化燃油喷射策略以及EGR率,活化分层燃烧模式下丁醇比例为30%时的排放最优点相对于燃用纯煤基合成柴油的排放最优点NOx排放降低了49.5%,颗粒物排放降低了40.9%。3、利用基于光学发动机的可视化平台,对煤基合成柴油/丁醇混合燃料活性控制以及双燃料喷射活化分层燃烧模式下的火焰发展历程以及缸内温度场分布进行研究,发现煤基合成柴油/丁醇混合燃料活性控制以及双燃料喷射活化分层燃烧均能够有效降低压燃式发动机燃烧过程中的火焰面积和火焰自然发光度,缸内平均温度降低、温度场分布更加均匀,有利于降低碳烟KL因子进而抑制碳烟生成,其中活性控制燃烧效果更好。活化分层燃烧模式中进气道预喷的丁醇在压缩过程中开始低温反应先期形成了利于着火的自由基,能够加快煤基合成柴油的后期扩散燃烧速度。相对于活性控制燃烧仅在缸壁周围形成火焰团,煤基合成柴油/丁醇活化分层燃烧过程在气缸中心区域和缸壁周围均形成了明显的火焰团。4、为提高缸内燃烧反应活性梯度实现燃烧放热规律的灵活调控,进一步提高热效率实现高效清洁燃烧,采用反应活性及汽化潜热更低的汽油作为进气道喷射燃料,基于双燃料喷射热力学发动机对煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧模式进行了试验研究。研究表明,在进气道预喷汽油的双燃料喷射活化分层燃烧模式中,缸内直喷高反应活性的煤基合成柴油代替石化柴油能够增大混合气反应活性梯度,有利于进一步提高发动机指示热效率,同时有助于降低压力升高率峰值进而拓展活化分层燃烧模式的负荷范围。煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧模式中需结合发动机工况选择最佳的直喷时刻和汽油比例,在保证压力升高率不超限的基础上获得较高的热效率。通过燃油喷射策略优化,相对于石化柴油/汽油活化分层燃烧模式,采用煤基合成柴油/汽油活化分层燃烧模式使发动机指示热效率提高2%,同时压力升高率峰值和NOx排放分别降低了46.1%和20.1%。相对于纯煤基合成柴油直喷燃烧模式,煤基合成柴油/汽油活化分层燃烧模式的指示热效率提高了6.7%、颗粒物质量排放降低了19.8%而NOx排放变化不大。5、基于数值模拟分析平台,针对煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧模式下的燃料蒸发、雾化混合、燃烧过程及主要污染物生成历程进行了研究。结果表明,煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧模式中提高汽油比例有利于减少扩散燃烧比例从而使温度场分布更加均匀,当汽油比例超过一定限度时可以从温度场分布中明显观察到汽油自燃的过程。活化分层燃烧模式中在气缸中预混的汽油会提前进行低温反应为直喷燃料着火储备一定比例的活性自由基,有利于促进高温反应进行,抑制碳烟前驱物生成。提前喷油能够加速燃烧过程同时改善温度场分布的均匀性,早喷能够显着改善缸内油气混合情况从而抑制碳烟排放。
周家秀[3]（2021）在《基于瞬态仿真的燃气轮机冷热电三联供系统（火用）分析和熵分析研究》文中研究表明冷热电三联供系统作为可以有效提高能源利用率的用能形式,近些年来凭借其节能环保的优势得到了快速发展。刚出台的国家“十四五”规划中明确提出要加快我国中东部地区的分布式能源系统构建,冷热电三联供系统作为高效的分布式能源系统未来也必将得到更充分地发展。但是目前针对冷热电三联供系统的评价及优化目标大多是以热力学第一定律为基础进行的,基于热力学第二定律尤其是针对系统熵分析的研究相对较少而且这些研究中都是对系统进行的静态分析。因此本文将基于瞬态仿真对燃气轮机冷热电三联供系统进行（火用）分析和熵分析研究,分析系统在逐时运行状态下的用能情况,为冷热电三联供系统优化提供方向。首先构建了以燃气轮机为动力的冷热电三联供系统,并建立了系统中主要设备的数学模型,为（火用）分析及熵分析奠定了基础。其次建立了三联供系统及其主要设备的（火用）分析模型,并采用改进的熵产计算方法对设备进行简化处理建立了各设备的熵产计算模型,并验证了改进的熵产计算方法和建立的熵产计算模型的有效性。最后以青岛市某综合建筑群为研究对象,基于本文所建的（火用）分析和熵产计算模型,在不同运行模式下对冷热电三联供系统进行了瞬时模拟计算,并将模拟结果与系统一次能源利用率进行了比较分析。结果表明,基于本文所建立的冷热电三联供系统设备特性及建筑负荷特性,系统（火用）效率、熵产及一次能源利用率的模拟结果具有一致性,均是“以电定热”运行模式优于“以热定电”运行模式;系统（火用）效率计算结果远小于系统一次能源利用率计算结果,表明以热力学第二定律为基础的评价方法更能揭示能源利用的本质效果;（火用）损失和熵产的模拟结果基本满足Gouy-Stodola关系式,二者互为印证,说明了本文所建立的（火用）分析和熵产计算模型均具有有效性;（火用）分析结果显示系统的能源合理利用程度较低,提高系统能源梯级利用程度还具有巨大的潜力;本文所建立的燃气轮机熵产计算模型中绝热燃烧熵产大于发电过程熵产,余热锅炉中排烟熵产最大、换热过程熵产次之、散热损失熵产最小,溴化锂吸收式制冷机中冷凝器中的熵产大于蒸发器和发生器中的熵产,烟气/热水换热器的熵产中排烟引起的熵产最大。综上本文所建立的各设备熵产计算模型能够很大幅度的简化冷热电三联供系统的熵产计算过程,具有很好地应用价值;冷热电三联供系统（火用）分析和熵分析瞬时模拟结果更能揭示系统能源利用的有效程度,为能源系统优化提供更合理有效的指导思路。
罗振[4]（2021）在《增压直喷发动机进排气系统参数影响特性研究及多目标优化》文中研究说明二十一世纪以来,小型乘用车作为人民群众出行的交通工具普及程度随着我国经济水平的提高而得到大幅提升。与此同时,能源危机和环境问题也随着机动车的增多而日益明显,增压直喷发动机作为乘用车主流的动力。由于其在技术上相比于自然吸气发动机具有多种优势,同时又因为其优异的动力性和燃油经济性以及在减少污染物排放、降低质量、减少空间占有率等方面的明显作用,增压直喷技术得以迅速的普及应用。因此,对增压直喷发动机进行开展相关研究,提高其动力性和经济性,并降低排放对减少能源的消耗和尾气的排放具有重要的意义。本文以某公司1.4L涡轮增压缸内直喷汽油发动机作为研究对象,在详细查阅了与增压直喷发动机进排气系统关键性能参数优化相关的国内外文献的基础上,首先介绍了发动机进排气系统与计算机数值模拟仿真技术的国内外研究现状,然后对发动机气缸模型建立的理论基础、进排气管道内气体流动数学模型以及发动机仿真模型的数学求解方法进行了分析和阐述,最后利用台架试验所获增压直喷发动机性能参数以及标定后的仿真模型,根据所阐述的增压直喷发动机进排气系统参数影响特性及多目标优化总体思路和分析流程,对发动机进排气系统参数影响特性及多目标优化进行了一系列深入的研究工作。本文主要研究工作包括:（1）针对所研究的1.4L增压直喷汽油机,基于AVL-PUMA操作系统,结合AVL733S油耗仪、AVL Indiset 630燃烧分析仪、AMAI60气体分析仪等设备搭建发动机试验台架,在1000r/min～5200r/min转速下进行外特性工况试验,测得增压直喷发动机在外特性工况下的功率、扭矩、油耗率等性能数据。（2）根据一维非定常流体力学理论及测量得到的发动机结构参数,在一维仿真模拟软件GT-Power中建立增压直喷发动机数值仿真分析模型,将台架试验所获得的发动机性能数据与仿真模型在相同工况计算得到的性能数据进行对比分析,将实体机数据与仿真数据误差控制在工程允许误差范围（5%）内,保证仿真模型的准确可靠性。（3）通过对仿真模型计算,分析了进排气歧管直径、进气总管长度、进排气谐振腔容积、配气相位的平移对增压直喷发动机性能的影响。并总结出进排气系统参数变化对增压直喷发动机性能影响的规律特性,为发动机的进一步优化改进提供依据。结果表明,对进排气歧管直径、配气相位进行优化后发动机中、高转速下动力性能得到较大提升,对低转速下发动机的动力性提升不明显。（4）选取进排气系统结构参数中对发动机性能影响较大的参数作为多目标优化试验因子,应用试验设计方法（Design of Experiment,DOE）,以进气总管长度、进气歧管直径、排气歧管直径、排气相位、进气谐振腔容积、排气谐振腔容积作为响应自变量,以功率、扭矩和燃油消耗率作为响应进行二阶响应面拟合,并将最大功率、最大扭矩和最低燃油消耗率作为优化目标,采用遗传算法完成多目标优化计算。在对该发动机进排气歧管直径、进气总管长度、谐振腔容积以及配气相位进行优化后,该增压直喷发动机的动力性能得到了较大程度提升,优化后发动机1500r/min（最低油耗点）燃油消耗率由263.87g/k Wh降低为263.46g/k Wh,燃油消耗率降低0.15%,2000r/min（最大扭矩点）扭矩由205.53N.m提升至208.23N.m,比原机提升了1.3%,5000r/min（最大功率点）功率由91.49k W提升至96.41k W,比原机提升了5.38%。
支亮辉[5]（2021）在《内燃机余热回收跨临界并行朗肯循环研究》文中指出我国是能源消费和碳排放大国,能源的清洁低碳利用和可持续发展是中国乃至全球发展的重中之重。最近,我国提出要采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。其中的重要举措之一就是提高一次能源的有效利用率。内燃机是一次能源的主要消耗设备,其被广泛的应用于各大领域。因此,内燃机余热回收利用相关研究对于我国实现碳中和目标具有重大的意义。针对内燃机高温排气与冷却液的温差较大的特点,本文开展跨临界并行朗肯循环研究以提高内燃机燃油利用率,并利用智能算法对系统进行优化,为其工程应用提供重要参考。本文主要工作包括系统结构设计、系统工质筛选、系统工况分析、系统智能优化以及系统动态分析。本文首先构建了一个新型跨亚临界并行朗肯循环（TSPORC）内燃机余热回收系统,开展了热力学分析和技术经济分析,以净输出功、热效率、（?）效率、单位面积净功、比投资成本、单位电功成本、内燃机功率提升以及耗油率降低比例八个参数作为系统性能的评判指标。将TSPORC系统与其他典型ORC系统进行比较,证明了 TSPORC系统具有最佳的性能。对三个可设计参数进行评估,包括高温支路膨胀机入口温度和压力、低温支路蒸发温度。研究结果表明,对于给定的内燃机负载,存在最优的可设计参数使系统性能指标最优化,存在最优低温支路蒸发温度使内燃机冷却液余热利用率达到100%,存在互相匹配的最优的高温支路膨胀机入口温度和压力使系统性能最优化。此外,对于给定的内燃机负载,系统净输出功、内燃机输出功率提升、耗油率降低比例具有相同的趋势,比投资成本和单位电功成本具有一致的评价结果。以十种零ODP、低GWP的环保工质为研究对象,开展了系统工质选择研究。结果表明R1233zd是最优的工质。分析了非共沸混合物组分对系统性能的影响。结果表明采用非共沸混合物能够有效降低系统的总（?）损、有效提升系统性能,且基于R600/R601的TSPORC系统性能优于 R600a/R601a。针对CO2的优点与不足,构建了一个跨临界CO2并行朗肯循环（T-CO2-PRC）内燃机余热回收系统,引入液化天然气（LNG）作为系统冷源解决系统效率低的问题。开展了热力学分析、经济性分析以及参数敏感性分析。结果表明高温支路和低温支路均存在互相匹配的最优膨胀机入口温度和压力使系统性能最优化。当冷凝温度从30℃变化到-10℃时,T-CO2-PRC系统的各个性能指标均获得了快速的提升,证明引入LNG冷源能够有效地解决CO2高临界压力、低临界温度带来的系统低效问题。此外,T-CO2-PRC系统的净输出功、能量效率以及耗油率降低比例等性能指标均优于TSPORC系统,且LNG再蒸发过程产生的净输出功能够为T-CO2-PRC系统带来2%以上的效率提升。再结合CO2的的众多优点,充分表明在内燃机余热回收方面,T-CO2-PRC系统具有极大的应用潜力。考虑到在实际应用中,内燃机可能在不同负载下运行,建立了不同负载下内燃机的余热参数模型,并探讨了变负载下系统的运行情况。研究表明,随着负载的增加,TSPORC和T-CO2-PRC系统净输出功均逐渐增大,而比投资成本和单位电功成本均逐渐降低。在低负载和高负载时,性能指标内燃机输出功率提升和耗油率降低比例更大,TSPORC和T-CO2-PRC系统分别在20%负载和10%负载达到指标最大值。而中等负载时,性能指标内燃机输出功率提升和耗油率降低比例相对较低,在50%负载时,TSPORC和T-CO2-PRC系统均达到指标最小值。考虑到内燃机双热源、内燃机变负载、环境温度不可控、系统可设计参数较多以及跨临界换热过程的不确定性等众多因素造成系统的高复杂度,利用智能算法,结合人工神经网络（ANN）和遗传算法（GA）构建了余热回收系统的智能优化模型。利用ANN建立了 TSPORC系统性能的快速预测模型。研究结果表明,反向传播神经网络（BPNN）比径向基神经网络（RBFNN）和自适应神经模糊系统（ANFIS）具有更高的精度。BPNN能够精确地预测TSPORC系统的性能,预测模型呈现出极小的均方根误差和平均绝对偏差以及极高的相关系数。同时,相关性分析结果验证本文的ANN模型的输入变量和输出变量存在较强的相关性。基于BPNN预测模型,利用GA建立了不同边界条件下的单目标优化和加权优化的智能优化模型,建立了特定边界条件下的多目标优化模型。单目标优化和加权优化模型覆盖了整个边界条件范围,模型提供了任意边界条件下TSPORC内燃机余热回收系统的不同性能指标的智能优化结果及对应的最优工况设计。即对于任意的内燃机负载和环境温度,通过智能优化结果可以快速、精确地获得系统最优性能指标状态及其对应的最优工况设计。多目标优化给出了不同性能指标权衡的帕累托前沿以及对应的可设计参数矢量分布。开展了TSPORC内燃机余热回收系统动态分析研究,探究了特定负载下换热器和系统的动态响应过程,研究了内燃机负载跃阶后换热器和系统动态响应过程。研究表明合理的参数设置能够保证系统安全、稳定的运行,内燃机负载跃阶后,应调节流量等参数使系统更加合理、高效地运行。
沈浩生[6]（2020）在《面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究》文中认为本文以建立一类能够同时满足轮机模拟器对仿真速度与仿真精度要求的船用大型低速二冲程柴油机工作过程数学模型为课题中心内容,重点研究了船用大型压气机质量流量与等熵效率的建模方法以及发动机平均值模型无法预测缸内压力的解决方法,同时结合作者多年的实际项目开发经验,对轮机模拟器中主机仿真系统的开发流程与实施方案进行了详细的介绍与总结,对其中涉及到的关键技术进行了探讨,完成了理论向实践的转换。压气机模型对于涡轮增压发动机整机模型的稳态仿真精度与瞬态响应能力均具有重要的影响,而目前文献中尚无关于各类压气机质量流量与等熵效率模型在船用大型压气机中的适应性对比研究。为了揭示它们在船用大型压气机不同工作区域的预测精度与外推能力,并更好的服务于轮机模拟器中主机仿真系统的开发,以两台具有不同尺寸、流量范围与转速范围的船用大型压气机为研究对象,对比、分析了一些经典的以及近些年所提出的压气机质量流量与等熵效率模型对压气机性能图谱中已有样本数据点的预测精度以及向非设计工况区域的外推能力。在所得到的对比分析结果基础上,总结了各类压气机模型的优势与劣势,凝练了若干指导性意见,可供同领域的科研人员参考。此外,还提出了一种基于涡轮机械Euler方程的压气机叶片直径估算方法,该方法仅需利用压气机的性能图谱作为输入数据。在以A270-L59型、TCA88-25070型与TCA55型这三台具有不同尺寸大小的船用大型压气机为测试对象时,估算结果的相对误差不超过1%,展现出了令人满意的估算精度。针对查表法外推结果不可靠以及单一的曲线拟合法在压气机不同工作区域的预测与外推精度不一致的问题,提出了一种压气机质量流量的分区域建模方法。该方法以压气机的性能图谱为基础,首先通过定义区域划分标准,将其整个工作区域划分为设计工况区、低转速区、高转速区与低压比区,然后为每个区域选择预测或外推精度最高的模型。为了防止压气机的运行点在由其它区域进入低压比区时可能出现的不连续间断点,应用了一种曲线融合方法,可保证等转速线的平滑过渡。该建模方法充分利用了已有压气机质量流量数学模型的优势,既能够准确地预测设计工况区域内的已有样本数据点,又能够合理、稳健地外推至非设计工况区域。对Hadef等熵效率模型进行了改进,即利用压气机性能图谱中已有的等转速线将“质量流量-实际消耗比焓”平面划分为若干区域,再分别进行模型参数的校正,因此能够更加准确地描述压气机在不同转速范围内的工作特性。相比原模型,改进后的Hadef等熵效率模型能够有效提升对性能图谱中已有样本数据点的预测精度,同时展现出了令人满意的外推能力。在MATLAB/Simulink仿真环境下,以MANB&W7S80ME-C9.2型船用大型低速二冲程柴油机为研究对象,建立了主机工作过程仿真模型。给出了一种模型参数的校正方法,能够有效平衡主机仿真模型在各负荷条件下的仿真精度。通过开展稳态与瞬态仿真实验,验证了主机工作过程数学模型的正确性与合理性。对发动机平均值模型进行了简化,移除了主机工作过程数学模型中用于计算扫气箱内工质温度的微分方程,并假设扫气温度时刻等于空冷器的空气出口温度,经验证该简化方法并不会对主机各主要性能参数的稳态仿真精度与瞬态响应能力造成明显影响,从而可在一定程度上加快主机仿真模型的计算速度,同时为轮机模拟器中其它机电设备数学模型的细化提供空间。根据二冲程柴油机在换气过程中缸内压力曲线的特点,对一类适用于四冲程火花塞点燃式发动机的气缸压力解析模型进行了修正,即利用两个线性函数来计算换气过程的缸内压力,使之可适用于船用大型二冲程柴油机。为了取得令人满意的预测精度,利用实船测量数据与容积法模型生成的仿真数据对气缸压力解析模型中的模型参数进行校正,包括压缩与膨胀多变过程的多变指数、压缩多变过程参考点的温度与压力、燃烧效率系数以及Wiebe函数中的模型参数。将校正后的气缸压力解析模型与平均值模型相耦合解决了平均值模型无法预测缸压曲线的缺点,通过与实测示功图相对比,可发现能够很好地模拟船用大型二冲程柴油机工作循环内各阶段缸内压力的变化趋势以及较为准确地预测压缩压力与爆发压力及其曲轴转角位置。通过调整气缸压力解析模型与平均值模型的计算频率,解决了二者计算速度不一致的问题,实现了二类模型的同步。相比“容积法-平均值”混合模型,所建立的“气缸压力解析模型-平均值”混合模型在取得相近仿真速度的前提下,能够更加真实地反应缸内压力的瞬态响应过程。最后,以建立与验证的船用大型低速二冲程柴油机工作过程数学模型为基础,开发了超级大型油轮轮机模拟器中的主机仿真系统,并基于WPF技术完成了相应二维仿真界面的设计与制作,实现了分辨率自适应与局部缩放这两类实用功能。此外,对仿真界面程序与仿真模型程序的运行与刷新机制进行了优化,提升了仿真系统的运行流畅性与实时性。
陈文凯[7]（2020）在《基于机器学习的柴油机DPF碳载量预测模型的构建及优化》文中认为国VI排放法规要求对以柴油机为原动机的移动机械的颗粒物排放实行严格的控制。在柴油机上安装颗粒捕集器（DPF）,捕集颗粒并在适当时机（碳载量到达一定阈值）燃烧颗粒实现再生,是目前降低柴油机颗粒排放的重要技术途径。然而,实际车用柴油机的运行工况十分复杂,传统基于试验标定和构建压差模型的方法获得的DPF碳载量与实际值差距较大,导致DPF再生时机容易判定失准。本文采用基于数据驱动的机器学习算法来预测车用柴油机DPF碳载量。论文建立了柴油机排放测试系统,在非道路瞬态测试循环（NRTC）工况下模拟车用柴油机的路载工况,分析柴油机在NRTC循环下的工况特点、污染物（PM、NOx、HC等）排放情况以及后处理装置的效果。收集与颗粒物排放相关的各种发动机传感器数据,如转速、扭矩、排气温度、DPF氧浓度等,建立一个超过15万组数据的柴油机颗粒物排放数据集。对此数据集进行数据分析和处理后,运用梯度树算法和神经网络算法两类机器学习算法分别构建试验车用柴油机的颗粒物排放预测模型;结合两类模型分别在准确性和稳定性方面的优越性,采用自学习法进行模型融合,改善了机器预测模型的精度和泛化性。之后,通过分析NRTC循环下DPF内部碳烟的消耗,建立一个详细的DPF再生数学模型,并结合融合后的机器预测模型,构建DPF碳载量模型。最后基于粒子群优化算法,修正DPF碳载量模型的模型参数,并通过试验数据验证模型准确性。本文研究为准确预测车用柴油机DPF碳载量提供了新思路,为柴油机DPF的再生时机判定乃至柴油机后处理系统特别是控制策略的开发提供依据。
徐辰[8]（2020）在《基于数据挖掘的油品与内燃机性能关联分析》文中提出内燃机性能是油品与内燃机协同作用的结果,以油机协同角度入手,以优化内燃机性能为目的进行研究具有重大意义。数据挖掘是当今数据时代十分高效的一种数据处理分析方法。内燃机领域试验及仿真数据量庞大,将数据挖掘的方法与内燃机领域的研究相结合,建立内燃机试验及仿真数据库,并运用数据挖掘的方法对数据库中的数据进行深度挖掘,具有一定的探索价值和潜在的推广前景。本文以数据挖掘流程为基础,以MATLAB为平台,结合神经网络、曲线拟合等算法构建模型,分析油品参数数据集与内燃机性能之间的关联性。对模型可靠性进行验证并进行应用分析,从燃烧的角度对模型结果进行了根源分析,分析结论印证了模型的结果,为后续研究提供参考。本文研究主要内容如下:（1）数据集获取及完整性验证。数据集的完整性由数据集的可靠性与数据集的有效性共同体现。在动力性、经济性及排放特性角度,三种油品的内燃机性能参数随工况变化的趋势一致;均在中间转速中大负荷工况区域内出现最佳燃油经济性工况区域;均在中低转速,中小负荷下,NOx排放水平有明显降低,低转速大负荷区域存在NOx排放峰值;低转速区域内,存在THC排放峰值,试验数据集具有工况一致性,验证了数据集的可靠性。数据集中,动力性、经济性、排放特性数据集存在极差,存在数值区分度,验证了数据集的有效性。（2）基于MATLAB平台,结合神经网络、二分法、曲线拟合等算法,构建基于神经网络—曲线拟合的关联分析模型,并对模型分别进行一次函数关系和二次函数关系验证。以神经网络拟合全局相关性为数据间相关程度的评价指标,以曲线拟合相关系数为曲线拟合模型准确度评价指标。模型拟合相关系数达到0.99以上,验证了模型对一次函数与二次函数进行拟合分析的可靠性。（3）基于神经网络的关联分析模型的应用分析。对油耗率数据集进行MATLAB神经网络—曲线拟合分析,对芳烃含量与辛烷值的一次量和二次量之间的相关关系进行分析推测,对模型结果从燃烧角度进行根源分析。油品参数中,芳烃含量作为一次量与燃油消耗率存在很强的相关性（全局相关性约为0.99）,引发了二次量辛烷值与燃油消耗率的关联性。相比于辛烷值,芳烃含量与燃油消耗率的相关性更强。在2000r/min,80%负荷率工况下,运用15×9的矩阵作为输入矩阵,芳烃含量与燃油消耗率的曲线拟合模型准确度为0.79。且随着芳烃含量的增加,燃油消耗率呈增加的趋势。基于燃烧角度,芳烃含量的提高,可以提高放热率、缸压以及缸内温度的峰值。其中,烷基化-3#（30%芳烃）的放热率峰值高于烷基化基准油8.7%。同时使得燃烧推后,燃烧速度减慢,从而导致燃烧恶化,导致燃油消耗率增加。燃烧分析结论印证了模型拟合结果,证明了本文所构建的关联分析方法的可用性。
王新建[9]（2020）在《燃料电池内燃机混合系统热力性能分析》文中认为固体氧化物燃料电池作为一种能源转换装置,可以将燃料中化学能直接转化为电能,具有高效、清洁和环保等优点。由于燃料电池阳极尾气中仍然含有大量未被利用的燃料,结合内燃机可以有效利用其剩余的燃料,从而进一步提高系统电效率,同时内燃机瞬态响快,混合系统可以实现更好的变工况性能。因此燃料电池内燃机混合系统未来具有良好的应用前景。针对燃料电池单体和燃料电池内燃机混合系统,本文主要进行了以下几方面工作:首先,建立了燃料电池内燃机混合系统各部件的数学模型,模型包含固体氧化物燃料电池、重整器、内燃机、换热器、燃烧室、压气机、涡轮。其中,燃料电池模型可以分析电池内部的组分及温度分布,可为参数安全范围分析提供基础。随后对燃料电池和重整器模型进行了简单的分析。对比燃料电池单独系统、燃料电池燃气轮机系统、燃料电池内燃机系统,分析它们的设计点性能,随后对比不同重整方式及阳极循环对对燃料电池内燃机系统性能的影响。结果表明,燃料电池内燃机系统有良好的性能表现;在吸热量相同的情况下,总是采用蒸汽重整系统总效率最高,采用阳极回流可为重整器供水可实现跟高的系统效率。随后,通过优化确定系统的设计点,系统额定效率可达62.81%;探究混合系统各部件控制参数对系统性能的影响规律,发现燃料利用率和阳极回流率主要通过燃料电池整体燃料利用率来间接影响系统性能变化的,而在整体利用率相同的情况下,高阳极回流率会导致重整器吸热量急剧增加,但同时会降低燃料电池内温度梯度。燃料电池的空气过量系数主要起冷却的作用,它对燃料电池内部温度梯度有很好的抑制作用,但对系统效率有负作用。进行系统部分负载条件下运行性能分析,得到,系统在50%负载时,系统的效率仍可达到52.5%;最后计算系统各部件效率参数对系统效率的灵敏度,发现燃料电池阳极和电解质结构以及内燃机参数对系统性能影响较大。最后,建立了燃料电池内燃机混合系统的?分析模型,对系统进行了?分析,分析结果表明,系统有较高的?效率,达到63.8%,其中燃料电池承担了系统绝大多数的功率输出,但?损率大约只占五分之一,而空气换热器的?损率最高,内燃机的?损率同样占到了五分之一。
侯效森[10]（2019）在《缸内油—气高压喷射混合气形成及燃烧特性研究》文中研究表明能源短缺和生态环境恶化是21世纪人类社会面临的两大问题。与传统内燃机相比,普通天然气发动机存在通气效率低,动力不足,冷启动困难,HC排放量高等缺点,因此天然气发动机的推广应用受到限制。而缸内油-气高压直喷技术,可以实现缸内天然气扩散燃烧,保持天然气发动机动力性与经济性,同时可以减少有害排放,因此具有广阔的应用前景。本论文针对油-气高压直喷发动机的形成机理和燃烧特性进行了基础研究,揭示了气缸内混合物形成和点火燃烧的本质,丰富的燃烧机理,直接改善油-气高压直喷发动机燃油经济性和减少排放具有重要的理论意义和工程实用价值。本文研究了瞬态气体射流的分区结构及缸内气体射流的特性,对多维流动模型、“气态微粒”喷射模型、现象学与多维混合模型进行了研究与比较,前段半球非稳定涡区和后端准稳定喷流区分别采用现象学模型和多维混合模型进行建模。将建立的引燃柴油喷射模型和天然气喷射模型相结合,组建为油-气缸内高压喷射模型,实现对柴油-天然气喷射压力、喷射定时以及喷射流量等特征参数的综合模拟分析。通过实验研究方法,对定容燃烧弹进行了柴油和天然气高压喷射射流特性的实验研究。采用形态学和图像处理方法研究了气缸内直喷天然气的射流穿透距离,射流锥角和射流量。验证了随时间变化的规律,并验证了已建立的柴油和天然气的喷射模型。本文分析了甲烷与正庚烷燃烧的化学反应机理的组成及主要反应路径。采用主路径分析法和主要组分分析法,提出了一种新的柴油/天然气双燃料简化模型。该模型包含了112个组分和658个基本组分。本文基于多维数值模拟软件KIVA-3V,建立油-气高压直喷发动机流动以及燃烧的三维数值模拟的仿真平台:平台嵌入了Pa SR湍流燃烧模型,考虑了湍流对化学反应的影响,可实现多维模型与详细化学反应动力学模型的耦合;引入NSGA-II,对发动机的三个喷射参数进行全面系统的优化,协调三个目标之间此消彼长的关系。基于开发的油-气高压直喷发动机缸内燃烧多维模拟计算平台,对发动机的混合气形成以及缸内燃烧特性开展了仿真计算研究,主要计算结论如下:天然气缸内高压直喷可使缸内速度场显着增大,湍动能增强,湍动能可达15000m2/s2以上,湍流强度和湍动能的增强可以强化缸内燃料的混合过程,从而加快发动机缸内天然气燃料的燃烧速度。发动机气缸内的峰值压力和温度随着天然气替代率的增加而降低,而天然气替代率的高能量保持较高的最终温度。天然气的替代率越高。NO形成率越高,NO形成量越高。油-气高压直喷发动机掺氢后,气体燃料中掺氢比的变化对发动机点火和燃烧过程影响不大。随着氢混合比的增加,天然气的放热提前。利用NSGA-II优化方法,对引燃柴油喷油时间、天然气喷射与柴油喷射的时间间隔、柴油喷嘴孔与天然气喷嘴孔的周向偏角等三个对发动机性能有重要影响的主要喷油参数进行了优化,经过连续多代的逐步进化,协调三个目标之间此消彼长难以协调的关系,三项目标均取得了较为明显的改善,优化参数可同时降低双燃料发动机中的氮氧化物和碳烟。此外,当柴油喷射和气体喷射之间的喷射间隔为1.38℃A时,达到最低ISFC。
二、MATLAB在内燃机现象学燃烧分析模型中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、MATLAB在内燃机现象学燃烧分析模型中的应用（论文提纲范文）
（1）燃烧反应区拓扑表征及其与燃烧排放特征映射关系的探究（论文提纲范文）
| 指导教师对博士论文的评阅意见 |
| 指导小组对博士论文的评阅意见 |
| 答辩决议书 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 能源和环境问题 |
| 1.2 燃油和排放法规日益严格 |
| 1.2.1 排放法规发展 |
| 1.2.2 油耗法规发展 |
| 1.3 燃油组分及理化性质 |
| 1.3.1 汽油组分 |
| 1.3.2 汽油理化性质 |
| 1.3.3 替代燃料 |
| 1.4 内燃机技术的发展 |
| 1.5 油机协同发展 |
| 1.6 定量模型构建思路 |
| 1.6.1 燃料的量化表征 |
| 1.6.2 量化指数关联性分析 |
| 1.6.3 模型选取 |
| 1.7 研究内容 |
| 1.7.1 研究问题的提出 |
| 1.7.2 主要研究内容 |
| 1.7.3 研究技术路线 |
| 第2章 单质烷烃燃烧反应区拓扑及映射关系的建立 |
| 2.1 烷烃拓扑表征 |
| 2.1.1 碳原子编码规则 |
| 2.1.2 邻接矩阵和距离矩阵 |
| 2.1.3 B指数和J指数计算 |
| 2.2 基础燃烧排放参数分析 |
| 2.2.1 试验平台搭建 |
| 2.2.2 试验方案及燃料 |
| 2.2.3 燃烧特征和排放特征分析 |
| 2.3 单质烷烃映射关系的建立 |
| 2.3.1 关联性分析模型 |
| 2.3.2 B和J指数的关联性分析 |
| 2.3.3 反应区拓扑及映射关系建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 单质醇燃烧反应区拓扑及映射关系的建立 |
| 3.1 醇拓扑表征 |
| 3.1.1 碳原子编码规则 |
| 3.1.2 羟基位置信息指数 |
| 3.1.3 单质醇类分子的量化表征 |
| 3.2 燃烧和排放参数分析 |
| 3.2.1 试验平台及方案 |
| 3.2.2 单质醇燃烧特征分析 |
| 3.2.3 单质醇排放特征分析 |
| 3.3 映射关系的建立 |
| 3.3.1 燃烧参数敏感性分析 |
| 3.3.2 排放参数敏感性分析 |
| 3.3.3 映射关系建立 |
| 3.4 基础燃烧参数的理论验证 |
| 3.4.1 压力峰值理论验证 |
| 3.4.2 碳平衡仿真验证 |
| 3.4.3 燃烧效率计算 |
| 3.4.4 验证结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多元组分燃烧反应区拓扑及映射关系的建立 |
| 4.1 多元组分燃料的爆震强度 |
| 4.1.1 试验平台搭建 |
| 4.1.2 试验方案 |
| 4.1.3 结果与分析 |
| 4.2 拓扑表征及关联性分析 |
| 4.2.1 多元组分的拓扑表达 |
| 4.2.2 关联性分析 |
| 4.2.3 燃料计算辛烷值的关联性分析 |
| 4.3 映射关系建立 |
| 4.3.1 基于燃烧反应区映射关系建立 |
| 4.3.2 基于辛烷值的映射关系建立 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 燃烧反应区拓扑-发动机性能快速映射构建 |
| 5.1 人工神经网络及应用 |
| 5.1.1 人工神经网络原理 |
| 5.1.2 BP前向神经网络 |
| 5.1.3 神经网络在发动机领域的应用 |
| 5.2 样本集设计及获取平台构建 |
| 5.2.1 汽油机试验平台 |
| 5.2.2 测试燃料 |
| 5.2.3 试验方法 |
| 5.2.4 部分样本数据集 |
| 5.3 映射模型构建 |
| 5.3.1 汽油机表观性能建模 |
| 5.3.2 BP神经网络模型可用性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 部分现象学映射关系可用性验证及拓展分析 |
| 6.1 映射关系的应用 |
| 6.1.1 指导组分优化 |
| 6.1.2 构建优化油品 |
| 6.1.3 应用效果验证 |
| 6.1.4 主要结论 |
| 6.2 应用范围扩展方案 |
| 6.2.1 扩展参数的选取 |
| 6.2.2 试验方案 |
| 6.2.3 放热率和IMEP的循环变动计算 |
| 6.3 应用范围扩展结果 |
| 6.3.1 燃烧特征 |
| 6.3.2 有效燃油消耗率 |
| 6.3.3 气体排放物 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 全文工作总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 研究主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于煤基合成柴油与活化热氛围调控的内燃机高效清洁燃烧技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 内燃机新型燃烧模式的研究进展 |
| 1.2.1 均质压燃技术(HCCI) |
| 1.2.2 预混合压燃技术(PCCI) |
| 1.2.3 基于双燃料喷射的反应活性控制压燃技术(RCCI) |
| 1.3 内燃机替代燃料技术的研究进展 |
| 1.3.1 醇类燃料发展现状 |
| 1.3.2 煤基合成燃料(CTL)发展现状 |
| 1.4 发动机光学诊断技术的研究进展 |
| 1.4.1 光学发动机国内外研究进展 |
| 1.4.2 光学测试方法国内外研究进展 |
| 1.5 论文的基本思路与主要研究内容 |
| 1.5.1 基本思路和方案 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 试验研究平台建立及测试分析方法 |
| 2.1 热力学试验平台及测控系统 |
| 2.1.1 试验台架 |
| 2.1.2 试验发动机 |
| 2.1.3 缸压采集及燃烧数据分析 |
| 2.1.4 污染物排放测试系统 |
| 2.2 光学可视化平台及测试方法 |
| 2.2.1 光学发动机及其测试平台 |
| 2.2.2 高速摄像及图像处理方法 |
| 2.2.3 双色法及亮温标定 |
| 2.3 数值模拟仿真平台 |
| 2.3.1 三维仿真模型的建立 |
| 2.3.2 网格划分和求解器设置 |
| 2.3.3 计算模型选择 |
| 2.3.4 化学反应机理介绍及模型验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 缸内直喷煤基合成柴油及其丁醇混合燃料对燃烧及排放影响的试验研究 |
| 3.1 煤基合成柴油与石化柴油燃烧过程及污染物排放对比分析 |
| 3.1.1 试验方案 |
| 3.1.2 燃烧过程对比分析 |
| 3.1.3 污染物排放对比分析 |
| 3.2 煤基合成柴油/丁醇活性控制燃烧热力学研究 |
| 3.2.1 燃烧过程对比分析 |
| 3.2.2 污染物排放对比分析 |
| 3.2.3 燃油喷射策略的影响 |
| 3.2.4 EGR的影响 |
| 3.3 煤基合成柴油/丁醇活性控制燃烧可视化研究 |
| 3.3.1 试验方案及试验燃料 |
| 3.3.2 丁醇比例对火焰发展及碳烟生成历程的影响 |
| 3.3.3 喷油定时对火焰发展及碳烟生成历程的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 煤基合成柴油/丁醇双燃料喷射活化分层对发动机燃烧及排放影响的试验研究 |
| 4.1 进气道喷射丁醇比例及EGR对活化分层燃烧的影响 |
| 4.1.1 试验方案 |
| 4.1.2 燃烧过程对比分析 |
| 4.1.3 污染物排放对比分析 |
| 4.2 煤基合成柴油/丁醇活化分层燃烧边界条件优化 |
| 4.3 煤基合成柴油/丁醇活化分层燃烧可视化研究 |
| 4.3.1 试验方案 |
| 4.3.2 进气道喷射丁醇比例对火焰发展及碳烟生成历程的影响 |
| 4.3.3 直喷时刻对火焰发展及碳烟生成历程的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 双燃料喷射模式直喷燃料特性及燃烧边界条件调控实现高效清洁燃烧试验研究 |
| 5.1 煤基合成柴油/汽油与石化柴油/汽油活化分层燃烧模式对比 |
| 5.1.1 试验方案 |
| 5.1.2 直喷燃料特性对燃烧过程的影响规律分析 |
| 5.1.3 直喷燃料特性对污染物排放的影响规律分析 |
| 5.2 喷油策略对煤基合成柴油/汽油活化分层发动机燃烧及排放的影响 |
| 5.2.1 低负荷下直喷时刻对燃烧及排放的影响 |
| 5.2.2 高负荷下直喷时刻对燃烧及排放的影响 |
| 5.2.3 喷射策略优化研究 |
| 5.3 EGR对煤基合成柴油/汽油活化分层发动机燃烧及排放的影响 |
| 5.3.1 试验方案 |
| 5.3.2 燃烧过程的影响 |
| 5.3.3 污染物排放的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 煤基合成柴油/汽油双燃料喷射活化分层燃烧机理研究 |
| 6.1 汽油比例对煤基合成柴油/汽油活化分层燃烧的影响 |
| 6.1.1 汽油比例对混合气形成及燃烧过程的影响 |
| 6.1.2 汽油比例对污染物生成历程的影响 |
| 6.2 直喷时刻对煤基合成柴油/汽油活化分层燃烧的影响 |
| 6.2.1 直喷时刻对混合气形成及燃烧过程的影响 |
| 6.2.2 直喷时刻对污染物生成历程的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 全文总结与工作展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）基于瞬态仿真的燃气轮机冷热电三联供系统（火用）分析和熵分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 冷热电三联供系统研究和应用现状 |
| 1.2.1 国外冷热电三联供系统发展研究现状 |
| 1.2.2 国内冷热电三联供系统发展研究现状 |
| 1.3 （火用）分析方法在三联供系统中的应用概况 |
| 1.3.1 （火用）概念与分析方法简介 |
| 1.3.2 （火用）分析方法在冷热电三联供系统中的应用 |
| 1.4 熵分析方法在三联供系统中的应用概况 |
| 1.4.1 熵分析方法简介 |
| 1.4.2 熵分析方法的应用现状 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第2章 区域冷热电三联供系统构建 |
| 2.1 冷热电三联供系统概况 |
| 2.1.1 冷热电三联供系统的工作原理与集成方案 |
| 2.1.2 基于热力学第一定律的系统评价指标 |
| 2.2 冷热电三联供系统TRNSYS构建 |
| 2.2.1 TRNSYS软件简介 |
| 2.2.2 冷热电三联供系统TRNSYS仿真模型 |
| 2.3 冷热电三联供系统主要设备的数学模型 |
| 2.3.1 燃气轮机数学模型 |
| 2.3.2 余热锅炉数学模型 |
| 2.3.3 蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组数学模型 |
| 2.3.4 烟气/热水换热器数学模型 |
| 2.4 冷热电三联供系统关键设备性能分析 |
| 2.4.1 燃气轮机性能分析 |
| 2.4.2 蒸汽型溴化锂制冷机组性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 冷热电三联供系统（火用）分析和熵分析模型 |
| 3.1 （火用）分析的概念和方法 |
| 3.1.1 （火用）平衡方程 |
| 3.1.2 常用（火用）分析指标 |
| 3.1.3 不同能量形式的能质系数 |
| 3.2 三联供系统（火用）分析模型建立 |
| 3.2.1 各设备（火用）分析模型 |
| 3.2.2 系统（火用）分析模型 |
| 3.2.3 制冷季和供暖季（火用）分析模型 |
| 3.3 熵分析的概念和方法 |
| 3.3.1 熵平衡方程 |
| 3.3.2 改进熵产计算方法介绍 |
| 3.4 三联供系统熵产模型建立 |
| 3.4.1 各设备熵产计算模型 |
| 3.4.2 系统熵产计算模型 |
| 3.4.3 制冷季和供暖季熵产计算模型 |
| 3.5 模型验证 |
| 3.5.1 改进熵产计算方法有效性验证 |
| 3.5.2 （火用）分析和熵产计算模型有效性验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 冷热电三联供系统供能特性分析 |
| 4.1 建筑负荷概况 |
| 4.2 运行模式及设备容量选择 |
| 4.2.1 系统运行模式选取 |
| 4.2.2 不同运行模式下设备容量选择 |
| 4.3 “以热定电”运行模式系统供能特性分析 |
| 4.4 “以电定热”运行模式系统供能特性分析 |
| 4.5 不同运行模式能源利用特性比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 冷热电三联供系统的（火用）分析和熵分析 |
| 5.1 “以热定电”运行模式系统性能评价 |
| 5.1.1 （火用）分析 |
| 5.1.2 熵分析 |
| 5.2 “以电定热”运行模式系统性能评价 |
| 5.2.1 （火用）分析 |
| 5.2.2 熵分析 |
| 5.3 系统能量、（火用）和熵产评价对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文及科研工作 |
| 致谢 |
（4）增压直喷发动机进排气系统参数影响特性研究及多目标优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 进排气系统国内外研究现状 |
| 1.2.2 计算机模拟技术的应用 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 发动机数值模拟仿真理论基础 |
| 2.1 数值仿真模型气缸建立的理论基础 |
| 2.1.1 缸内热力平衡关系描述 |
| 2.1.2 缸内燃烧过程的数学描述 |
| 2.2 进气管内的气体流动特性与能量损失 |
| 2.2.1 管内波动效应与谐振增压分析 |
| 2.2.2 管内流动能量损失分析 |
| 2.3 数值模拟仿真模型的数学求解 |
| 2.3.1 有限体积法的原理 |
| 2.3.2 控制方程离散化 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 发动机台架试验及仿真模型的搭建与验证 |
| 3.1 发动机台架试验 |
| 3.1.1 发动机样机基本结构特点与主要参数 |
| 3.1.2 发动机台架试验平台搭建 |
| 3.1.3 发动机台架试验流程与结果分析 |
| 3.2 仿真软件介绍 |
| 3.3 仿真模型搭建及参数设置 |
| 3.3.1 增压直喷发动机仿真模型系统边界条件搭建 |
| 3.3.2 进、排气管道建模 |
| 3.3.3 气缸模型建立 |
| 3.3.4 配气机构模块 |
| 3.3.5 曲轴箱模块 |
| 3.3.6 喷油器模块 |
| 3.3.7 增压器模块 |
| 3.4 仿真模型验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 进排气系统结构参数对发动机性能影响分析 |
| 4.1 进气系统结构参数对发动机动力性、经济性影响 |
| 4.1.1 进气总管长度对发动机动力性、经济性影响 |
| 4.1.2 进气谐振腔容积对发动机动力性、燃油经济性影响 |
| 4.1.3 进气歧管直径对发动机动力性、燃油经济性影响 |
| 4.2 排气系统结构参数对发动机动力性、经济性影响 |
| 4.2.1 排气歧管直径对发动机动力性、燃油经济性影响 |
| 4.2.2 排气谐振腔容积对发动机动力性、经济性影响 |
| 4.3 配气相位对发动机动力性、燃油经济性影响 |
| 4.3.1 进气相位对发动机动力性、燃油经济性影响 |
| 4.3.2 排气相位对发动机动力性、燃油经济性影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 进排气系统关键结构参数多目标优化 |
| 5.1 DOE方法介绍与设置 |
| 5.1.1 DOE方法介绍 |
| 5.1.2 DOE优化设置 |
| 5.2 响应面的拟合与质量评价 |
| 5.2.1 响应面拟合 |
| 5.2.2 拟合质量评价 |
| 5.3 关键参数多目标优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（5）内燃机余热回收跨临界并行朗肯循环研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 内燃机余热回收技术概述 |
| 1.2.1 热电发电机 |
| 1.2.2 余热制冷 |
| 1.2.3 涡轮增压 |
| 1.2.4 动力循环 |
| 1.3 跨临界朗肯循环技术 |
| 1.4 基于朗肯循环内燃机余热回收研究现状 |
| 1.4.1 结构设计研究 |
| 1.4.2 工质选择研究 |
| 1.4.3 TORC内燃机余热回收研究 |
| 1.4.4 T-CO_2-RC内燃机余热回收研究 |
| 1.4.5 研究中存在的问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 跨临界并行朗肯循环系统构建与性能分析 |
| 2.1 系统构建 |
| 2.1.1 TSPORC内燃机余热回收系统 |
| 2.1.2 T-CO_2-PRC内燃机余热回收系统 |
| 2.2 系统各部件模型建立 |
| 2.2.1 换热器模型 |
| 2.2.2 泵和膨胀机模型 |
| 2.3 系统综合性能评价模型 |
| 2.3.1 能量分析 |
| 2.3.2 ?分析 |
| 2.3.3 经济性分析 |
| 2.4 模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于TSPORC的内燃机余热回收系统研究 |
| 3.1 内燃机余热模型 |
| 3.2 TSPORC系统设计 |
| 3.2.1 TSPORC系统一般性参数设置 |
| 3.2.2 TSPORC系统可设计参数设置 |
| 3.2.3 TSPORC系统循环计算流程 |
| 3.3 TSPORC内燃机余热回收系统分析 |
| 3.3.1 DORC、PORC、TSPORC内燃机余热回收系统性能比较 |
| 3.3.2 TSPORC系统热力学性能分析 |
| 3.3.3 TSPORC系统经济性能分析 |
| 3.3.4 TSPORC提升内燃机性能 |
| 3.3.5 特定负载下TSPORC系统优化 |
| 3.4 TSPROC系统工质分析 |
| 3.4.1 纯工质对比 |
| 3.4.2 非共沸混合物分析 |
| 3.5 不同内燃机负载下TSPORC性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于T-CO_2-PRC的内燃机余热回收系统研究 |
| 4.1 液化天然气冷源模型 |
| 4.2 T-CO_2-PRC系统设计 |
| 4.2.1 参数设置 |
| 4.2.2 T-CO_2-PRC系统循环计算流程 |
| 4.3 T-CO_2-PRC内燃机余热回收系统分析 |
| 4.3.1 高温支路参数敏感性分析 |
| 4.3.2 低温支路参数敏感性分析 |
| 4.3.3 冷凝温度敏感性分析 |
| 4.4 不同内燃机负载下T-CO_2-PRC系统运行情况 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于人工神经网络的内燃机余热回收系统性能预测 |
| 5.1 人工神经网络 |
| 5.1.1 反向传播神经网络 |
| 5.1.2 径向基神经网络 |
| 5.1.3 自适应神经模糊系统 |
| 5.2 TSPORC内燃机余热回收系统ANN模型建立 |
| 5.2.1 模型设置 |
| 5.2.2 模型训练 |
| 5.2.3 性能评判标准 |
| 5.3 人工神经网络预测结果 |
| 5.3.1 BPNN性能预测模型 |
| 5.3.2 RBFNN性能预测模型 |
| 5.3.3 ANFIS性能预测模型 |
| 5.3.4 预测结果 |
| 5.4 相关性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 跨临界并行朗肯循环内燃机余热回收系统智能优化 |
| 6.1 优化模型 |
| 6.2 单目标优化结果 |
| 6.3 加权优化结果 |
| 6.4 多目标优化结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 跨临界并行朗肯循环内燃机余热回收系统智能优化 |
| 7.1 模型介绍 |
| 7.2 模型建立 |
| 7.2.1 换热器模型 |
| 7.2.2 泵和膨胀机模型 |
| 7.2.3 阻尼系数 |
| 7.2.4 模型验证 |
| 7.3 TSPORC内燃机余热回收系统动态分析结果 |
| 7.3.1 高温支路换热器动态响应结果 |
| 7.3.2 低温支路换热器动态响应结果 |
| 7.3.3 系统动态响应结果 |
| 7.3.4 负载跃阶系统动态响应结果 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 工作总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（6）面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外发动机建模方法研究现状及进展 |
| 1.2.1 CFD模型 |
| 1.2.2 准维模型 |
| 1.2.3 容积法模型 |
| 1.2.4 平均值模型 |
| 1.2.5 混合模型 |
| 1.2.6 增压器建模方法 |
| 1.3 国内外轮机模拟器研究现状及进展 |
| 1.4 研究思路和主要研究内容 |
| 1.4.1 现有研究存在的不足 |
| 1.4.2 研究思路与章节安排 |
| 2 船用大型二冲程柴油机建模方法基本理论 |
| 2.1 仿真对象 |
| 2.1.1 基本技术参数 |
| 2.1.2 工作循环 |
| 2.1.3 模型边界 |
| 2.2 气缸 |
| 2.3 增压器 |
| 2.3.1 压气机 |
| 2.3.2 涡轮机 |
| 2.4 进排气管 |
| 2.5 空冷器、辅助风机与废气旁通阀 |
| 2.5.1 空冷器 |
| 2.5.2 辅助风机 |
| 2.5.3 废气旁通阀 |
| 2.6 调速器与螺旋桨 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 压气机建模方法在船用大型压气机中的适应性对比研究 |
| 3.1 压气机性能图谱 |
| 3.2 无量纲系数 |
| 3.3 一种基于涡轮机械Euler方程的压气机叶片直径估算方法 |
| 3.4 压气机建模方法 |
| 3.4.1 压气机质量流量数学模型 |
| 3.4.2 压气机等熵效率数学模型 |
| 3.5 研究对象、对比方法与误差评价指标 |
| 3.6 压气机质量流量模型对比 |
| 3.6.1 设计工况区 |
| 3.6.2 低压比区 |
| 3.6.3 低转速区 |
| 3.6.4 高转速区 |
| 3.7 压气机等熵效率模型对比 |
| 3.7.1 设计工况区 |
| 3.7.2 低压比区 |
| 3.7.3 低转速区 |
| 3.7.4 高转速区 |
| 3.8 适应性对比结果总结与讨论 |
| 3.8.1 总结 |
| 3.8.2 讨论 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 压气机质量流量与等熵效率分区域建模方法 |
| 4.1 压气机质量流量分区域建模方法 |
| 4.1.1 区域划分方法 |
| 4.1.2 低压比区曲线融合方法 |
| 4.1.3 喘振区处理方法 |
| 4.2 压气机等熵效率分区域建模方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 主机仿真程序开发与验证 |
| 5.1 模型参数校正方法 |
| 5.2 仿真结果分析 |
| 5.2.1 稳态仿真分析 |
| 5.2.2 瞬态仿真分析 |
| 5.3 主机工作过程数学模型的简化方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 平均值模型的改进方法 |
| 6.1 气缸压力解析模型的修正 |
| 6.2 模型参数的校正 |
| 6.2.1 压缩与膨胀过程多变指数的校正 |
| 6.2.2 压缩多变过程参考点压力与温度的校正 |
| 6.2.3 燃烧效率系数的校正 |
| 6.2.4 Wiebe函数模型参数的校正 |
| 6.3 气缸压力解析模型与平均值模型之间的耦合及验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 轮机模拟器主机仿真系统的设计与实现 |
| 7.1 轮机模拟器的整体设计 |
| 7.2 主机仿真系统的实现 |
| 7.2.1 仿真界面程序 |
| 7.2.2 仿真模型程序 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 全文结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 轮机模拟器DNV认证证书 |
| 作者简介及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于机器学习的柴油机DPF碳载量预测模型的构建及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柴油机碳烟的生成与控制 |
| 1.2.1 柴油机碳烟颗粒的生成与成长 |
| 1.2.2 柴油机DPF工作机理 |
| 1.3 柴油机DPF碳载量标定及优化研究 |
| 1.3.1 基于试验的标定方法 |
| 1.3.2 基于模型的标定方法 |
| 1.3.3 DPF碳载量模型的优化研究 |
| 1.4 机器学习研究现状与应用 |
| 1.4.1 梯度树模型研究现状 |
| 1.4.2 梯度树模型在内燃机的应用 |
| 1.4.3 神经网络模型研究现状 |
| 1.4.4 神经网络模型在内燃机的应用 |
| 1.5 进化算法研究现状与应用 |
| 1.5.1 进化算法研究现状 |
| 1.5.2 进化算法在内燃机的应用 |
| 1.6 本论文的研究意义及主要内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究路线 |
| 1.6.3 研究内容 |
| 第二章 柴油机试验系统及排放后处理设备 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 试验系统 |
| 2.2.1 试验台架 |
| 2.2.2 试验用柴油机 |
| 2.2.3 试验仪器 |
| 2.3 排放测试设备 |
| 2.4 试验柴油机后处理设备 |
| 2.4.1 柴油机后处理样件及基本参数 |
| 2.4.2 碳烟传感器与后处理设备关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 柴油机试验系统瞬态排放试验研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 柴油机颗粒物排放特性分析 |
| 3.3 试验系统在瞬态试验循环工况下的分析 |
| 3.3.1 非道路瞬态试验循环工况的规定 |
| 3.3.2 试验系统瞬态循环工况的研究 |
| 3.3.3 试验系统瞬态循环工况下对排放物的影响 |
| 3.4 DOC装置对试验系统瞬态循环工况下排放物的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于机器学习的柴油机碳排放量模型构建 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 机器学习算法构建预测模型的常规思路 |
| 4.3 基于梯度树算法的柴油机碳排放量模型构建 |
| 4.3.1 数据清洗和转换处理 |
| 4.3.2 梯度树算法模型构建及分析 |
| 4.4 基于神经网络的柴油机碳排放量模型构建 |
| 4.4.1 深度神经网络模型对柴油机碳烟排放质量的预测分析 |
| 4.4.2 循环神经模型对柴油机碳烟排放质量的预测分析 |
| 4.4.3 模型融合对柴油机碳排放量模型预测结果的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 考虑DPF再生的柴油机碳载量模型构建与优化 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 柴油机试验系统DPF再生数学模型的构建 |
| 5.3 柴油机试验系统DPF碳载量仿真模型的构建与分析 |
| 5.4 柴油机试验系统DPF碳载量模型的优化研究 |
| 5.4.1 粒子群算法的原理及优化思路 |
| 5.4.2 优化后DPF碳载量模型的试验验证 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 符号与缩写 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（8）基于数据挖掘的油品与内燃机性能关联分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 全球能源与环境现状 |
| 1.1.2 国内外排放和油耗法规的发展及现状 |
| 1.2 油品对内燃机性能影响国内外研究现状 |
| 1.2.1 汽油典型烃类组分对内燃机性能影响研究现状 |
| 1.2.2 汽油典型含氧组分对内燃机性能影响研究现状 |
| 1.3 数据挖掘算法研究现状 |
| 1.3.1 数据挖掘技术的应用 |
| 1.3.3 神经网络算法及其改进算法的应用 |
| 1.4 研究意义与研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 本文研究内容 |
| 第2章 内燃机台架试验与数据集获取 |
| 2.1 试验台架设计及设备选型 |
| 2.1.1 试验台架 |
| 2.1.2 测控平台及设备 |
| 2.2 所用燃料及试验方法 |
| 2.2.1 试验燃料 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 第3章 数据集预处理及完整性验证 |
| 3.1 动力性数据集 |
| 3.2 燃油经济性数据集 |
| 3.3 排放特性数据集 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于神经网络的关联模型构建及验证 |
| 4.1 关联模型基本架构 |
| 4.2 算法选取 |
| 4.2.1 人工神经网络结构 |
| 4.2.2 BP神经网络学习规则 |
| 4.3 数据清洗 |
| 4.4 关联模型的构建 |
| 4.4.1 基于神经网络的数据关联模型 |
| 4.4.2 基于二分法模型的复筛模型 |
| 4.4.3 基于曲线拟合算法的拟合函数模型 |
| 4.5 模型复验及评估 |
| 4.5.1 一次函数关系模型验证 |
| 4.5.2 二次函数关系模型验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于神经网络的关联分析模型的应用 |
| 5.1 模型应用分析基本框架 |
| 5.2 面向试验数据集的关联模型应用分析 |
| 5.2.1 数据清洗 |
| 5.2.2 基于神经网络关联模型构建 |
| 5.2.3 油品参数一次量与二次量关联分析 |
| 5.2.4 基于曲线拟合关联模型的构建与应用 |
| 5.3 面向燃烧特性的模型拟合结果根源分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（9）燃料电池内燃机混合系统热力性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 固体氧化物燃料电池研究历史及现状 |
| 1.2.2 燃料电池燃气涡轮系统研究现状 |
| 1.2.3 燃料电池内燃机系统研究现状 |
| 1.2.4 国内外文献综述 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 第2章 燃料电池混合系统部件仿真模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 热力参数计算模型 |
| 2.3 燃料电池模型 |
| 2.3.1 质量守恒方程 |
| 2.3.2 能量守恒方程 |
| 2.3.3 电化学方程 |
| 2.3.4 模型的实现及验证 |
| 2.4 重整器模型 |
| 2.5 内燃机模型 |
| 2.6 系统辅助部件模型 |
| 2.7 模型计算方法 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 燃料电池尾气利用方案对比研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混合系统方案设计及性能计算 |
| 3.2.1 燃料电池单独系统 |
| 3.2.2 燃料电池燃气涡轮系统 |
| 3.2.3 燃料电池内燃机系统 |
| 3.2.4 混合系统方案计算结果 |
| 3.3 不同重整方式对系统性能影响 |
| 3.4 阳极回流对系统性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 燃料电池内燃机系统热力性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统设计点的确定 |
| 4.3 混合系统整体性能影响规律研究 |
| 4.3.1 燃料电池燃料利用率及阳极回流率对系统性能的影响规律 |
| 4.3.2 空气过量系数对系统性能的影响 |
| 4.3.3 电流密度对系统性能的影响 |
| 4.4 系统在部分负载下的性能表现 |
| 4.5 参数灵敏度分析 |
| 4.5.1 灵敏度分析方法概述 |
| 4.5.2 系统灵敏度分析结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 混合系统?分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统部件的?模型 |
| 5.3 系统?分析结果 |
| 5.4 系统运行参数的?分析 |
| 5.4.1 燃料利用率的影响 |
| 5.4.2 电流密度的影响 |
| 5.4.3 空气过量系数的影响 |
| 5.4.4 阳极回流率的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（10）缸内油—气高压喷射混合气形成及燃烧特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 柴油喷射国内外研究现状 |
| 1.2.2 天然气高压喷射国内外研究现状 |
| 1.2.3 油-气高压直喷发动机高压喷射国内外研究现状 |
| 1.3 柴油和天然气燃料燃烧化学反应动力学的研究现状 |
| 1.3.1 柴油燃烧详细化学反应动力学研究现状 |
| 1.3.2 甲烷燃烧详细化学反应动力学研究现状 |
| 1.3.3 柴油-天然气双燃烧详细化学反应动力学研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 油-气高压喷射模型的研究 |
| 2.1 柴油喷射子模型的研究 |
| 2.1.1 破碎模型 |
| 2.1.2 蒸发模型 |
| 2.1.3 碰壁模型 |
| 2.2 天然气喷射子模型的研究 |
| 2.2.1 缸内气体射流的分区结构 |
| 2.2.2 缸内气体射流的特征分析 |
| 2.2.3 现象学子模型的建立 |
| 2.2.4 现象学模型与多维流动混合模型的耦合 |
| 2.3 实验系统及喷射模型的验证 |
| 2.3.1 柴油喷射实验台架及测试系统 |
| 2.3.2 天然气喷射试验台架及测试系统 |
| 2.3.3 实验数据分析及处理方法 |
| 2.3.4 油-气高压喷射模型的验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 油-气高压直喷发动机湍流与燃烧数学模型的研究 |
| 3.1 柴油-天然气双燃料简化化学反应动力学机理构建 |
| 3.1.1 柴油-天然气双燃料化学反应动力学子模型的建立 |
| 3.1.2 机理简化方法 |
| 3.1.3 甲烷简化机理的构建 |
| 3.1.4 正庚烷简化机理的构建 |
| 3.1.5 柴油/天然气双燃料简化机理的建立及优化 |
| 3.2 柴油/天然气双燃料简化机理的验证 |
| 3.2.1 天然气表征燃料机理的验证 |
| 3.2.2 柴油表征燃料机理的验证 |
| 3.3 油-气高压喷射发动机湍流燃烧模型的研究 |
| 3.3.1 发动机缸内湍流燃烧模型的研究 |
| 3.3.2 基于PaSR模型的湍流燃烧模型的建立 |
| 3.3.3 湍流微混合时间尺度的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 油-气高压直喷发动机燃烧过程数值模拟仿真平台的研究 |
| 4.1 计算流体力学和化学反应动力学耦合计算平台的建立 |
| 4.1.1 CFD流动计算平台与化学反应计算平台 |
| 4.1.2 耦合接口模块的开发 |
| 4.1.3 耦合软件的设计 |
| 4.1.4 CFD和简化化学反应动力学模型耦合的实现 |
| 4.2 基于NSGA-Ⅱ遗传算法优化模型的研究 |
| 4.2.1 NSGA-Ⅱ优化算法的研究 |
| 4.2.2 NSGA-Ⅱ优化算法与计算流体力学平台耦合的研究 |
| 4.3 发动机三维数值模拟计算的动网格研究 |
| 4.4 初始参数设置及模型验证 |
| 4.4.1 初始参数的设置 |
| 4.4.2 仿真模型的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 油-气高压直喷发动机混合气形成及燃烧特性的仿真分析 |
| 5.1 油-气高压直喷发动机流场分析研究 |
| 5.2 天然气替代率对油-气高压直喷发动机性能影响分析 |
| 5.3 掺氢对油-气高压直喷发动机性能影响分析 |
| 5.4 基于遗传算法的油-气高压直喷发动机多目标参数优化研究 |
| 5.4.1 油-气高压直喷发动机优化结果研究 |
| 5.4.2 油-气高压直喷发动机污染物形成研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 全文总结 |
| 6.1 论文的主要工作及结论 |
| 6.2 本文的主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、MATLAB在内燃机现象学燃烧分析模型中的应用（论文参考文献）
- [1]燃烧反应区拓扑表征及其与燃烧排放特征映射关系的探究[D]. 邵珠杰. 吉林大学, 2021
- [2]基于煤基合成柴油与活化热氛围调控的内燃机高效清洁燃烧技术研究[D]. 张浩. 吉林大学, 2021
- [3]基于瞬态仿真的燃气轮机冷热电三联供系统（火用）分析和熵分析研究[D]. 周家秀. 青岛理工大学, 2021(02)
- [4]增压直喷发动机进排气系统参数影响特性研究及多目标优化[D]. 罗振. 重庆理工大学, 2021(02)
- [5]内燃机余热回收跨临界并行朗肯循环研究[D]. 支亮辉. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究[D]. 沈浩生. 大连海事大学, 2020(04)
- [7]基于机器学习的柴油机DPF碳载量预测模型的构建及优化[D]. 陈文凯. 上海交通大学, 2020(01)
- [8]基于数据挖掘的油品与内燃机性能关联分析[D]. 徐辰. 吉林大学, 2020(08)
- [9]燃料电池内燃机混合系统热力性能分析[D]. 王新建. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [10]缸内油—气高压喷射混合气形成及燃烧特性研究[D]. 侯效森. 北京交通大学, 2019(03)