某柴油发动机缸内燃烧的数值模拟及优化分析
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  • 英文篇名:Numerical Simulation and Optimization Analysis of Combustion in a Diesel Engine
  • 作者:赖晨光 ; 陈永燕 ; 王媛 ; 段孟华 ; 周毓婷
  • 英文作者:LAI Chen-guang;CHEN Yong-yan;WANG Yuan;DUAN Meng-hua;ZHOU Yu-ting;College of Vehicle Engineering,Chongqing University of Technology;Institute of Fluid Science,Tohoku University;College of Chemistry and Chemical Engineering,Chongqing University of Technology;
  • 关键词:柴油发动机 ; 燃烧 ; 代理模型 ; 优化算法
  • 英文关键词:diesel engine;;combustion;;surrogate model;;optimization analysis
  • 中文刊名:CGGL
  • 英文刊名:Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)
  • 机构:重庆理工大学车辆工程学院;日本东北大学流体科学研究所;重庆理工大学化学化工学院;
  • 出版日期:2017-06-15
  • 出版单位:重庆理工大学学报(自然科学)
  • 年:2017
  • 期:v.31;No.358
  • 基金:国家自然科学基金资助项目(51305477);; 重庆理工大学研究生创新基金资助项目(YCX2015204)
  • 语种:中文;
  • 页:CGGL201706004
  • 页数:8
  • CN:06
  • ISSN:50-1205/T
  • 分类号:29-36
摘要
采用基于克里精(Kriging)代理模型的混合多目标梯度优化算法(HMGE),通过FLUENT软件平台,对柴油发动机燃烧过程进行了多目标优化,优化变量为缩口率、余隙高度、凸台高度、喷油锥角,优化目标为平均温度、平均压力、碳烟(Soot)排放、氮氧化合物(NOx)排放。完成多目标优化计算后,应用数据挖掘的总变差分析方法(ANOVA)和自组织映射分析方法(SOM)对优化变量和优化目标函数进行定性和定量分析,揭示出优化变量与优化目标之间的相互关系。分析结果表明:较好的动力性能需要较小的缩口率和较小的余隙高度;较少的碳烟排放需要较大的余隙高度,较低的氮氧化合物排放需要较小的凸台高度和较小的缩口率。
        This research uses hybrid multi-objective Gradient exploration algorithm(HMGE) which is based on Kriging surrogate model to optimize and analysis combustion process and performance of diesel engine,and all of the numerical simulation are completed by FLUENT software.Caliber reducing rate,clearance height,convex platform height,injection cone angle are choose as optimization variables,average temperature,average pressure,soot and NOxemissions are theoptimization objectives.After achieving multi-objective optimization,two data mining methods,analysis of variance(ANOVA) and self-organizing feature map(SOM) are used to qualitatively and quantitatively analyze the design variables and objective functions,and reveals the influence of design variables to design objectives.The results show that a good dynamic performance demands smaller convex platform height and caliber reducing rate;less soot emissions need larger clearance,and lower emissions of nitrogen oxides needs smaller convex platform height and smaller caliber reducing rate.
引文
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