基于Q-POD的脉动背压下压气机流场特性

1

作者 陈雪康 施新 胡晨星 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期334-342,共9页

针对一台自由活塞发动机(FPEG)匹配的电动压气机,研究了脉动背压条件下压气机的瞬态特性,并将脉动背压和稳定背压工况进行对比,揭示了压气机内部不同形成机理的非定常特征.采用四重本征正交模态分解(Q-POD)法,对压气机非定常流场进行了... 针对一台自由活塞发动机(FPEG)匹配的电动压气机,研究了脉动背压条件下压气机的瞬态特性,并将脉动背压和稳定背压工况进行对比,揭示了压气机内部不同形成机理的非定常特征.采用四重本征正交模态分解(Q-POD)法,对压气机非定常流场进行了降阶重构.基于局部熵产率,对分解后的四重流场结构逐一分析,量化并定位了压气机非定常流动中的不可逆损失.结果表明:有/无脉动背压的熵产差异在叶轮中接近17%,在压壳中仅为1%.叶轮中的大尺度结构扰动耗散熵产占主导,扩压器中直接湍流耗散熵产占比超过92%.脉动背压通过改变压气机中大尺度相干结构进而影响瞬时流场结构.大尺度涡结构在环形通道内周向发展是造成扩压器中不可逆损失的主要因素. 展开更多

关键词 压气机 脉动背压 四重本征正交模态分解 不可逆损失 熵产

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液压自由活塞发动机性能模拟的参数化研究 被引量：10

2

作者 朱涛 汪洋 +1 位作者 熊仟 张中 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第6期869-875,共7页

液压自由活塞发动机的工作过程是在多过程相互耦合作用下进行,活塞动力学与燃烧、扫气、泵油各过程紧密结合。基于Aemsim建立了一维仿真模型,在分析运动特性和热力学特性的基础上,研究了关键性结构和控制参数对发动机性能的影响。仿真... 液压自由活塞发动机的工作过程是在多过程相互耦合作用下进行,活塞动力学与燃烧、扫气、泵油各过程紧密结合。基于Aemsim建立了一维仿真模型,在分析运动特性和热力学特性的基础上,研究了关键性结构和控制参数对发动机性能的影响。仿真结果表明:由于没有机械约束,自由活塞发动机的活塞行程规律与曲柄发动机存在显著的差异;活塞质量是影响热效率和工作频率的最重要因素,效率和频率随活塞质量的变化趋势相反;由于上止点附近停留时间短和工作行程活塞快速下行,在相同结构和运转条件下最优效率略低于曲柄连杆发动机;放热率和活塞惯量的综合作用决定其热效率,压缩比和喷油时刻对效率的影响不如曲柄发动机显著;活塞行程规律可变,通过行程控制可以显著缩短压缩行程占据的时间。 展开更多

关键词 自由活塞发动机 液压 耦合 动力学 热力学

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客车侧围格栅对发动机舱内热环境的影响 被引量：7

3

作者 王晶 张成春 +1 位作者 张春艳 任露泉 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期563-568,共6页

应用数值模拟和试验相结合的方法,对比研究了高速工况下某客车发动机舱左侧格栅封闭前后舱内流场及温度场的变化。结果表明:从左侧格栅流入发动机舱的冷空气流量远大于从格栅边缘流出的热气流的流量。左侧格栅封闭前,格栅处流入的气流... 应用数值模拟和试验相结合的方法,对比研究了高速工况下某客车发动机舱左侧格栅封闭前后舱内流场及温度场的变化。结果表明:从左侧格栅流入发动机舱的冷空气流量远大于从格栅边缘流出的热气流的流量。左侧格栅封闭前,格栅处流入的气流对后舱门反射的热气流有较强的阻碍作用,左侧格栅封闭后,这种阻碍作用减弱,在车底气流的带动下,热流体从车底更顺畅地流出发动机舱。左侧格栅封闭不会对发动机舱的热环境造成不良影响。 展开更多

关键词 公路运输 热管理 发动机舱 客车侧围格栅 热流体

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摆盘发动机的虚拟设计与运动仿真 被引量：8

4

作者 王国治 洪炉 张栋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第21期2252-2256,共5页

应用虚拟样机技术,对水下航行器摆盘发动机进行了虚拟设计与动力学性能的仿真分析。在概念设计的基础上,建立了摆盘发动机的虚拟样机模型,虚拟样机包括了气缸、活塞、连杆、摆盘、斜轴、主轴以及推进器等摆盘发动机的主要部件。根据发... 应用虚拟样机技术,对水下航行器摆盘发动机进行了虚拟设计与动力学性能的仿真分析。在概念设计的基础上,建立了摆盘发动机的虚拟样机模型,虚拟样机包括了气缸、活塞、连杆、摆盘、斜轴、主轴以及推进器等摆盘发动机的主要部件。根据发动机的设计要求,确定了气缸分布圆直径、摆盘中心与气缸的距离、摆盘的倾角、连杆的长度作为发动机虚拟设计及仿真的重点。通过对发动机配气以及转速工况的模拟,分析了发动机的性能,主要部件的位移、速度与加速度,传动部件间的受力情况,探讨了发动机结构参数的修改对整机性能以及部件强度与振动的影响。在此基础上,确定了合理的发动机结构方案及参数。 展开更多

关键词 摆盘发动机 虚拟设计 动力学仿真 水下航行器

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液压自由活塞发动机的气体流动模拟 被引量：4

5

作者 朱涛 汪洋 +1 位作者 张中 熊仟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第18期2196-2201,共6页

基于Amesim建立了两行程自由活塞发动机模型,针对直流扫气特点提出了单区三阶段扫气模型,根据CFD计算结果对扫气参数进行了标定,在准确预测扫气性能的基础上分析了耦合活塞动力学条件下的气体交换过程。研究结果表明,当气口的配气相位... 基于Amesim建立了两行程自由活塞发动机模型,针对直流扫气特点提出了单区三阶段扫气模型,根据CFD计算结果对扫气参数进行了标定,在准确预测扫气性能的基础上分析了耦合活塞动力学条件下的气体交换过程。研究结果表明,当气口的配气相位角不变时,自由活塞发动机的气口面积随时间的变化关系与曲柄发动机的气口面积随时间的变化关系存在显著差异。气口高度减小对提高充气效率有利,但是受到扫气效率过分下降的约束。排气流动控制明显改善了扫气性能,利用排气脉动效应可以显著提高充气效率。 展开更多

关键词 自由活塞 扫气 时-面值 充气效率

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内燃-直线发电集成动力系统概念设计 被引量：10

6

作者 常思勤 徐照平 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期449-452,共4页

提出了一种新型的内燃-直线发电集成动力系统,系统主要由四行程内燃机燃烧室、直线电机、可逆电能存储子系统以及电控单元等构成,实现从燃料输入到电能输出的能量转换与传递功能。从尽可能减少能量传递与转换的环节以及通过调节电磁力... 提出了一种新型的内燃-直线发电集成动力系统,系统主要由四行程内燃机燃烧室、直线电机、可逆电能存储子系统以及电控单元等构成,实现从燃料输入到电能输出的能量转换与传递功能。从尽可能减少能量传递与转换的环节以及通过调节电磁力控制活塞运动规律的基本思路出发,针对系统的概念设计,推导了基本方程并进行了理论分析。认为新系统具有可实现清洁高效利用能源的优点,可优先考虑在电动混合动力车辆中得到应用。 展开更多

关键词 动力系统 自由活塞发动机 直线电机 电动混合动力车辆

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斜盘发动机虚拟样机的动力学仿真分析 被引量：9

7

作者 郑学贵 王国治 《华东船舶工业学院学报》 2004年第4期81-85,共5页

虚拟样机技术是机械工业的一项新兴技术,本文利用这项技术来探索某斜盘发动机的动力学特性。利用Pro/E软件对发动机的主要部件进行实体建模,利用仿真软件对其工作过程进行模拟,分析主要部件的运动速度、加速度以及受力情况,从而探索了... 虚拟样机技术是机械工业的一项新兴技术,本文利用这项技术来探索某斜盘发动机的动力学特性。利用Pro/E软件对发动机的主要部件进行实体建模,利用仿真软件对其工作过程进行模拟,分析主要部件的运动速度、加速度以及受力情况,从而探索了此发动机的动力学规律。 展开更多

关键词 虚拟样机 斜盘发动机 动力学仿真

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基于功率密度法分析及优化斯特林热机 被引量：1

8

作者 陈鸿伟 李丰 +1 位作者 顾舒 许振宇 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2006年第6期68-71,共4页

应用多变过程来分析斯特林循环性能。以功率密度(循环输出功率与最大比容之比)作为斯特林热机优化目标函数,从而兼顾到热机尺寸参数。通过数值计算将对应于最大功率密度时的参数与对应于最大功率时的同样参数进行了比较,结果发现最大功... 应用多变过程来分析斯特林循环性能。以功率密度(循环输出功率与最大比容之比)作为斯特林热机优化目标函数,从而兼顾到热机尺寸参数。通过数值计算将对应于最大功率密度时的参数与对应于最大功率时的同样参数进行了比较,结果发现最大功率密度输出时的循环热效率总是大于最大功率时的热效率,且前者相应的热机尺寸参数比后者要小。 展开更多

关键词 斯特林热机 功率密度 参数最优化 多变过程

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摆盘发动机的隔振及振动特性的仿真分析 被引量：2

9

作者 王国治 张攀 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第1期66-69,共4页

摆盘发动机的振动是水下航行器噪声的主要来源.发动机的隔振设计以及在隔振条件下的振动特性成为研究关注的焦点.本文运用虚拟样机技术,建立了摆盘发动机在隔振条件下的三维模型.通过对发动机结构以及工作过程的模拟,对发动机主要部件... 摆盘发动机的振动是水下航行器噪声的主要来源.发动机的隔振设计以及在隔振条件下的振动特性成为研究关注的焦点.本文运用虚拟样机技术,建立了摆盘发动机在隔振条件下的三维模型.通过对发动机结构以及工作过程的模拟,对发动机主要部件进行了运动仿真分析.通过调整发动机的结构参数,研究了不同摆盘倾角时的部件受力与运动特性.通过调整发动机的隔振参数,研究了不同支承刚度时发动机的振动规律.研究结果对降低摆盘发动机的振动、提高发动机的机械效率具有参考意义. 展开更多

关键词 摆盘发动机 振动性能 隔振 运动仿真 水下航行器

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行星运动的三角转子气动马达主要参数的设计计算 被引量：5

10

作者 李富成 《凿岩机械气动工具》 北大核心 1994年第2期13-31,共19页

本文阐述了行星运动的三角转子气动马达主要结构、工作原理、缸体及三角转子的理论型线、气动马达主要参数的设计计算方法和计算步骤，并有数值计算例子。

关键词 三角转子 参数 发动机

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进气增压对自由活塞内燃发电机性能影响 被引量：1

11

作者 施新 陈雪康 胡晨星 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期933-941,共9页

采用增压技术可以提高现有自由活塞内燃发电机功率密度.文中针对一台自由活塞内燃发电机,建立了其一维仿真模型并根据试验数据进行了校核.通过模拟增压方式研究了进排气压力、配气相位、进排气管几何尺寸等参数对其性能的影响.设计了电... 采用增压技术可以提高现有自由活塞内燃发电机功率密度.文中针对一台自由活塞内燃发电机,建立了其一维仿真模型并根据试验数据进行了校核.通过模拟增压方式研究了进排气压力、配气相位、进排气管几何尺寸等参数对其性能的影响.设计了电动增压方案并确定了匹配参数,依据此选型了一台电动压气机.研究结果表明:当进气压力超过0.18 Mpa时,自由活塞内燃发电机有效功率超过了10 kW,给气比需保持1.3左右,扫气效率接近90%.此时扫气口需提前约0.74 ms开启,进气管容积也需适当扩大以此来保证充足的进气量和良好的换气品质.匹配结果表明在额定运行频率时自由活塞内燃发电机流通特性线穿过压气机高效区,设计点工况压气机效率超过73%. 展开更多

关键词 自由活塞内燃发电机 二冲程 进气压力 电动压气机 增压匹配

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50马力气动马达研制 被引量：3

12

作者 曲补和 《凿岩机械气动工具》 北大核心 1994年第2期32-36,9,共6页

气动马达是紧凑的，轻量的，平稳而无振动的动力源。它的机械软特性良好，几乎即时起动和停止，且不受连续矢速和过载的影响。使用简单的控制阀，它具有可变的速度和扭矩，并可逆转。气动马达形式有多种，而齿轮式气动马达与活塞、叶片... 气动马达是紧凑的，轻量的，平稳而无振动的动力源。它的机械软特性良好，几乎即时起动和停止，且不受连续矢速和过载的影响。使用简单的控制阀，它具有可变的速度和扭矩，并可逆转。气动马达形式有多种，而齿轮式气动马达与活塞、叶片式气动马达相比具有独到之处。本文对大功率齿轮式气动马达从设计理论、结构分析、测试方案进行了介绍。 展开更多

关键词 发动机 齿轮式 研制

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基于斯特林热机的汽车发动机辅助散热装置 被引量：1

13

作者 陈东旭 楚文斌 +1 位作者 李星耀 温丙末 《能源与节能》 2016年第11期134-135,182,共3页

设计了基于斯特林热机的汽车发动机辅助散热装置。根据汽车内部构造改造斯特林机,将热源安装在发动机位置,冷源安装在汽车进风口处,当发动机温度较高时,利用发动机热量驱动利用斯特林机带动冷却液循环泵与散热风扇,将高温冷却液泵入散... 设计了基于斯特林热机的汽车发动机辅助散热装置。根据汽车内部构造改造斯特林机,将热源安装在发动机位置,冷源安装在汽车进风口处,当发动机温度较高时,利用发动机热量驱动利用斯特林机带动冷却液循环泵与散热风扇,将高温冷却液泵入散热铜管中,利用风扇对其散热,达到"以热散热"的效果。 展开更多

关键词 斯特林机 散热铜管 冷却液循环泵 辅助散热

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一维斯特林发动机数值分析方法研究

14

作者 李修宝 徐让书 +1 位作者 蒲宁 吴超 《沈阳航空工业学院学报》 2009年第1期20-22,共3页

合理的斯特林发动机的分析计算方法,对斯特林发动机的设计制造及性能优化分析是非常重要的。重点介绍了较为先进且更为精确的斯特林分析方法:一维非定常流动分析法。并在设计工况下,对某型斯特林发动机的模拟结果进行分析讨论。该分析... 合理的斯特林发动机的分析计算方法,对斯特林发动机的设计制造及性能优化分析是非常重要的。重点介绍了较为先进且更为精确的斯特林分析方法:一维非定常流动分析法。并在设计工况下,对某型斯特林发动机的模拟结果进行分析讨论。该分析方法为斯特林发动机的优化设计和运行提供一个非常有价值的工具。 展开更多

关键词 斯特林发动机 一维非定常流动 数值模拟

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HCPE连杆优化设计的响应面近似方法研究 被引量：2

15

作者 孟祥踪 张洪信 +3 位作者 张铁柱 王怀敏 刘琪 商洪莉 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2012年第2期48-52,共5页

为提高设计效率和实现液压约束活塞发动机(hydraulic confined piston engine,HCPE)协同优化,对HCPE连杆优化设计的响应面近似方法进行研究,建立了HCPE连杆优化设计的响应面二阶模型,并对连杆响应面二阶模型计算结果与有限元分析结果进... 为提高设计效率和实现液压约束活塞发动机(hydraulic confined piston engine,HCPE)协同优化,对HCPE连杆优化设计的响应面近似方法进行研究,建立了HCPE连杆优化设计的响应面二阶模型,并对连杆响应面二阶模型计算结果与有限元分析结果进行比较,结果表明,误差较小,在5%以内。通过优化,与原始体积相比,连杆体积减小了约20.03%。运用响应面近似方法可缩短计算时间,降低计算成本,为HCPE协同优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 响应面法 发动机 连杆 优化设计

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鱼雷斜盘发动机动力学特性仿真分析 被引量：14

16

作者 王国治 洪炉 《鱼雷技术》 2005年第2期33-36,52,共5页

虚拟样机技术已在国外鱼雷发动机的研制中得到应用。本文采用这一技术,对鱼雷斜盘发动机的性能以及主要运动部件的动力学特性进行了仿真;通过对发动机结构以及工作过程的模拟,分析了发动机主要运动部件的速度加速度与受力情况;探讨了发... 虚拟样机技术已在国外鱼雷发动机的研制中得到应用。本文采用这一技术,对鱼雷斜盘发动机的性能以及主要运动部件的动力学特性进行了仿真;通过对发动机结构以及工作过程的模拟,分析了发动机主要运动部件的速度加速度与受力情况;探讨了发动机结构参数的调整对整机性能以及部件强度与振动的影响。文中提出的方法以及得到的结论对于缩短鱼雷发动机的研制周期,减少样机的试验费用,提高发动机的性能具有实际意义。 展开更多

关键词 鱼雷 斜盘发动机 虚拟样机 动力学特性

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斯特林发动机动态特性的研究 被引量：11

17

作者 顾根香 金东寒 阎珽 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期305-307,共3页

建立了斯特林发动机动态系统的非线性数学模型 ,模型包括 :发动机本体模型、温度控制模型、功率控制模型、负载模型等。结合某型 4缸双作用斯特林发动机 ,开展了发动机的仿真研究和试验研究 ,研究结果表明 ,仿真计算的结果与实测值是基... 建立了斯特林发动机动态系统的非线性数学模型 ,模型包括 :发动机本体模型、温度控制模型、功率控制模型、负载模型等。结合某型 4缸双作用斯特林发动机 ,开展了发动机的仿真研究和试验研究 ,研究结果表明 ,仿真计算的结果与实测值是基本吻合的 ,从而验证了本文所建立的非线性模型的有效性。运用仿真研究手段研究斯特林发动机的动态变化规律 。 展开更多

关键词 斯特林发动机 动态特性 非线性数学模型

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直线ISG/发动机系统台架构建及启动试验研究 被引量：1

18

作者 丁宣 王哲 +1 位作者 尹兆雷 孙晨乐 《汽车工程学报》 2015年第6期427-434,共8页

依照直线ISG/发动机系统的设计思路,分别自主开发了直线发动机及直线ISG电机样机,并将两者耦合构建完成了一套直线ISG/发动机系统。同时,基于直线位移传感器测得的活塞瞬时位置开发了直线ISG/发动机控制系统,并利用开发的位置跟踪模式... 依照直线ISG/发动机系统的设计思路,分别自主开发了直线发动机及直线ISG电机样机,并将两者耦合构建完成了一套直线ISG/发动机系统。同时,基于直线位移传感器测得的活塞瞬时位置开发了直线ISG/发动机控制系统,并利用开发的位置跟踪模式的启动力换向策略进行了系统启动试验。试验结果表明,开发的位置跟踪模式启动力换向控制策略可实现系统活塞组件的运动换向,且直线ISG/发动机系统在启动点火首行程着火成功,着火缸压为1.38 MPa;相对传统启动方式的直线发动机系统,直线ISG/发动机系统启动过程具有启动频率较高、改善首循环混合气加浓、燃烧缸压变动较小、启动平稳的特点。 展开更多

关键词 直线发动机 直线ISG电机 样机设计 启动性能 换向控制

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自由活塞发动机活塞运动频率计算方法研究 被引量：1

19

作者 王志达 《镇江船舶学院学报》 1993年第1期25-30,共6页

本文提出了一种计算自由活塞发动机活塞运动频率的简化方法.经对三种机型验证.表明简化计算结果与试验或精确计算结果吻合很好.证明这种方法适用于工程计算.

关键词 频率 计算 活塞式发动

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机体的三维设计

20

作者 曾壮 王艳丽 赵彤 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第B10期181-183,共3页

机体是发动机中结构最为复杂的零件,设计的工作量较大。介绍了在Intralink8.0+Pro/E WF3.0的设计平台上,采用自顶向下的设计方法,进行发动机机体三维设计的思路、步骤,并应用该方法完成了某机体的设计。

关键词 机体 自顶向下 三维设计

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