基于MATLAB的内燃机热力学与现象燃烧分析模型对比研究及应用开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1目的及意义

目前内燃机燃烧系统的改进和研制主要还是依赖实验研究,但是实验研究有时不能明确得出实验现象的因果关系,因此需要建立数学模型,研究实验数据的内在联系。matlab语言是美国math works公司于1984年推出的科技应用软件,它具有很多强大的功能[如:数值计算、符号计算,计算结果和编程可视化,数学和文字统一处理,在线和离线计算等等。并且还具有语言结构简单紧凑,使用灵活,库函数极其丰富等优点,已经被各行各业的工程技术人员广泛使用。

在传统的内燃机模型计算工作中,公式推导是一项很繁琐的工作,模型越复杂,其工作量越大。如若能将模型中的控制方程组转换为矩阵形式,利用matlab中的矩阵计算功能进行求解,从而避免复杂的推导工作。另外,微分方程组的求解、非线性方程组的求解以及数据的滤波、拟和、可视化等均采用matlab提供的函数进行实现,大大提高了程序编制的方便性,减少了程序长度。

在当今社会,可再生生能源的日益枯竭以及环保法规的日益苛刻对内燃机的综合性能提出了更高的要求,特别是船舶排放对大气造成的污染已引起国际社会的广泛关注,进行船舶双燃料发动机的燃烧过程研究,节能减排,世界各国都对此十分重视。由此带动了低硫油大量需求及以液化天然气(lng)为动力的双燃料船舶发动机的快速发展,双燃料发动机研究已成为船舶发动机技术的一个重要发展方向。而对内燃机的热力学过程研究,特别是对缸内的热力学过程进行模拟计算,这对内燃机的现象燃烧过程研究与初期开发是非常有用的。 2 0 世纪6 0 年代以后, 随着内燃机数值模拟技术的不断完善和计算机技术的进步,有关数值模拟方面的研究也不断深入,新的理论不断涌现,极大促进了设计手段的更新和设计观念的变革。与此同时,用于内燃机的商品化软件陆续推出,其功能也不断完善,从零维模型到多维模型,从整机到分部件、分系统的计算软件,从性能预测到强度分析等等不一足。 但是这些软件昂贵,专业行强,通用性差,对柴油机建模研究带来诸多不便与高额的费用。论文拟利用matlab软件建立发动机燃烧过程模型进行热力学与现象燃烧分析模型对比研究,编制内燃机热力学与现象学燃烧分析模型程序,并对船舶双燃料发动机的燃烧特性进行分析,从而能为船舶双燃料发动机的节能减排做好市场应用铺垫。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1.查阅相关文献,了解基于matlab的内燃机热力学与现象燃烧分析模型对比研究及应用现状。

2.查阅相关文献与书籍,学习理解内燃机热力学模型和现象燃烧分析模型的基本原理。

3.学习使用matlab的基本技能,并能编制内燃机热力学与现象学燃烧分析模型程序。

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3. 研究计划与安排

2016年2月22日-2016年3月15日:查阅搜集相关资料、完成开题报告;

2016年2月26日-2016年3月15日: 阅读并翻译相关英语文献;

2016年3月16日-2016年4月1日:阅读书籍,学习并建立内燃机热力学与现象燃烧分析模型

2016年4月2日-2016年4月15日:学习使用matlab的基本技能,编制内燃机热力学与现象 学燃烧分析模型程序;

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4. 参考文献(12篇以上)

1.朱访君、吴坚,内燃机工作过程数值计算及其优化,国防工业出版社,1997.

2.彭雪竹,国内外双燃料发动机发展状况分析, 船舶与设备,2012.

3.刘永长,内燃机工作过程模拟,华中理工大学出版社,1996

4. 林志强,苏万华,柴油引燃式天然气发动机最佳引燃柴油量及过量空气系数浓限、稀限的研究.燃机学报,2002.

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