高超声速进气道设计方法研究

针对超燃冲压发动机二维混压式前体/进气道采用斜激波压缩方法设计总压损失较大的问题,采用等熵压缩的方法对进气道下壁进行了流线化改进设计.利用计算流体力学软件Fluent,采用耦合隐式求解器,标准κ-ω湍流模型,对进气道流场进行数值模拟,分析比较了采用斜激波压缩方法和等熵压缩方法设计的两种进气道的设计点性能和非设计点性能.研究了燃烧室压力升高对进气道/隔离段流场和起动性能的影响.研究表明,与斜激波压缩进气道相比,采用等熵压缩方法设计的曲线上壁进气遭总压恢复系数、流量系数得到明显提高,但其冲压比与前者相比有所降低;进气道进入不起动后,其捕获流量和总压恢复系数急剧下降.     

双模态燃烧室激波链/附面层相互干扰研究

研究优化燃烧室控制问题,燃烧引起的压力升高扰动对于双模态燃烧室流场内激波链/附面层相互干扰强度影响,同时由于喷油调节对燃烧效率也影响较大。为解决上述问题,采用变换燃烧室出口反压。计算出燃烧室内燃烧引起压力升高的实际情况,对不同出口反压条件下的双模态燃烧室冷流流场进行了数值仿真,并与试验结果进行对比,两者相互吻合。结果表明,燃烧室内激波链结构强度及位置对于出口反压的变化非常敏感,在实际燃烧室工作中可通过选择合适的供油规律来获得燃烧引起压力扰动对激波链结构强度及位置的气动控制,可实现双模态燃烧室的模态转换,使得燃烧室工作在最优模态。     

四气门柴油机进气过程三维数值模拟

为减少柴油机的污染物排放、降低油耗和燃烧噪音,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟,对车用电控四气门柴油机进气系统进行不同气门升程下气流稳态流动的数值研究,揭示四气门柴油机的进气流动特点以及气门开度对缸内涡流形成的影响和变化规律.仿真结果为电控四气门柴油机的气道设计、喷雾与燃烧的组织与优化提供理论依据.     

一种基于静电排斥力的纵向微驱动器研究

为了消除静电塌陷对静电吸引力微驱动器冲程的限制,设计了一种基于静电排斥力的纵向微驱动器实现结构,其可动电极和固定电极在工作过程中互相远离,可以从根本上解决静电塌陷问题,且冲程不受牺牲层厚度的限制;借助Maxwell2D软件,采用数值仿真方法,研究了微驱动器结构参数对静电排斥力大小的影响.数值仿真结果表明,梳齿电极水平间距,固定/可动梳齿电极宽度和两者的比值都是影响静电排斥力大小的关键因素.     

一种新的基于形状与纹理的人脸正脸压缩方法

人脸压缩技术在有着广泛应用前景,同时也是非常具有挑战性的问题.本文提出了一种新的基于形状与纹理的人脸正脸的压缩方法.该压缩方法利用主分量分析(PCA)分别建立人脸的形状库与纹理库.压缩时,首先提取待压缩正脸图象的形状信息和纹理信息,利用训练库进行投影变换,最后进行量化和熵编码.基于本文的压缩方法,对于人脸面部信息压缩可以达到很高的压缩比.在相同的压缩比下,本文方法视觉效果远高于基于DCT压缩方法、小波方法和普通PCA方法,同时也具有更高的PSNR.     

柴油机螺旋进气道三维流场数值模拟

为研究柴油机进气系统的流场,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟手段对某柴油机进气系统即螺旋进气道-气阀-气缸的气流进行三维数值模拟.分析柴油机螺旋进气道的流动特点,揭示发动机进气过程的三维流动特性,有助于了解进气过程的复杂流动现象,为柴油机进气系统性能的进一步改进和优化设计提供理论依据.     

Matlab多项式与插值运算编程

数值计算的研究领域包括数值逼近、数值微分和数值积分、数值代数、最优化方法、常微分方程数值解法、积分方程数值解法、偏微分方程数值解法、计算几何、计算概率统计等.随着计算机的广泛应用和发展,许多计算领域的问题,如计算物理、计算力学、计算化学、计算经济学等都可归结为数值计算问题.通过详实的编程实例,展现Matlab在数值计算方面的丰富接口.     

超燃冲压发动机燃烧室液体射流雾化数值模拟

为了研究超燃冲压发动机燃烧室中液体射流喷射压力、燃烧室进口总温以及液体物性对射流雾化特性的影响,使用计算流体力学软件对超声速燃烧室中的液体雾化两相流场进行了数值模拟.计算采用欧拉-拉格朗日方法,NG k-ε湍流模型,波致破碎模型.计算结果表明,喷射压力增大,液体射流的穿透深度增加;燃烧室进口总温升高,液体射流的穿透深度减少;表面张力对雾化粒径的影响比动力粘度的影响显著,液体表面张力越大,雾化形成的液滴粒径越大.     

大型压缩数据仓库上的Iceberg Cube算法

Iceberg Cube操作是OLAP(on-line analysis processing)分析中的一种重要操作.数据压缩技术在有效减小数据仓库所需的数据空间和提高数据处理性能方面的作用越来越明显.在压缩的数据仓库上,如何快速、有效地计算Iceberg Cube是目前亟待解决的问题.简要介绍了数据仓库的压缩,然后给出了在压缩数据仓库中计算Iceberg Cube的算法.实验结果表明,该算法的性能优于先在压缩数据上计算Cube再检查having条件这种方法.     

向量式有限元面单元行为数据并行压缩研究

在工程技术和科学技术领域,有限元计算是应用数学和力学知识,计算机技术,解决工程技术问题的数值计算方法.模型通过程式计算,得到的结果数据称为向量式有限元后处理数据,简称行为数据.介绍了向量式有限元面单元行为数据的特点,相应的并行压缩模型,并对算法进行验证.验证结果表明,该并行压缩模型能有效压缩有限元行为数据.     

Closed-loop diesel engine combustion phasing control based on crankshaft torque measurements

Methods for closed-loop combustion phasing control in a diesel engine, based on measurements of crankshaft torque, are developed and evaluated. A model-based method for estimation of cylinder individual torque contributions from the crankshaft torque measurements is explained and a novel approach for identification of crankshaft dynamics is proposed. The use of the combustion net torque concept for combustion phasing estimation in the torque domain is also described. Two different control schemes, one for individual cylinder control and one for average cylinder control, are studied. The proposed methods are experimentally evaluated using a light-duty diesel engine equipped with a crankshaft integrated torque sensor. The results indicate that it is possible to estimate and control on a cylinder individual basis using the measurements from the crankshaft torque sensor. Combustion phasing is estimated with bias levels of less than 0.5 crank angle degrees (CAD) and cycle-to-cycle standard deviations of less than 0.7 CAD for all cylinders and the implemented combustion phasing controllers manage to accurately counteract disturbances in both fuel injection timing and EGR fraction.     

混沌分形在内燃机振动信号分析中的应用

从理论上分析了柴油发动机燃烧过程的分形特性，运用混沌和分形理论对实际测得的发动机缸盖振动信号进行了分析，计算了信号的关联维数。结果表明：缸盖的燃爆冲击振动是一种混沌运动。而且，随着喷油器工作状态的不同，信号的关联维数也发生变化。系统振动不确定性成分增多，关联维数变大，系统振动确定性成分增多．关联维数变小。通过选择合适的嵌入维数，计算的关联维数能够反映系统的真实特性，关联维数可以作为发动机状态监测和故障诊断的一个特征参量。     

柴油发动机气缸压力和燃烧始点的辨识

在柴油发动机气缸压力的识别过程中，针对缸盖振动信噪比较低的问题，提出了对RBF网络训练样本进行时域统计平均降噪的方法，同时在对燃烧始点的辨识中应用了Kaiser差分器。时域统计平均有效提高了信号的信噪比，对柴油发动机气缸压力的恢复获得了很好的结果；Kaiser差分器有效提高了对燃烧始点的辨识。通过实践证明，该计算方法可以有效地从柴油发动机缸盖振动信号恢复气缸压力，并进一步辩识燃烧始点。     

CFD modeling of the in-cylinder flow in direct-injection Diesel engines

Three-dimensional flow calculations of the intake and compression stroke of a four-valve direct-injection Diesel engine have been carried out with different combustion chambers. A limited number of validation calculations of the compression stroke were first performed in order to explore the limits of CFD representation of the in-cylinder flow. The calculated flow field in three different combustion chambers was compared with laser Doppler velocimetry measurements; the comparison shows that the three-dimensional model is reasonably accurate for crank-angles around top dead center (TDC). In general, it performs better for low swirl combustion chambers while turbulence velocities are under-predicted when squish effects are important.In the main study, the flow characteristics inside the engine cylinder equipped with different piston configurations were compared. For this, complete calculations of the intake and compression strokes were performed under realistic operating conditions and the ensemble-averaged velocity and turbulence flow fields obtained in each combustion chamber analyzed in detail. The results confirmed that the piston geometry had little influence on the in-cylinder flow during the intake stroke and the first part of the compression stroke. However, the bowl shape plays a significant role near TDC and in the early stage of the expansion stroke by controlling both the ensemble-averaged mean and the turbulence velocity fields.     

柴油机可调涡流比燃烧过程三维仿真

在柴油机进气歧管前安装蝶形涡流调节阀,通过调整直气道侧的有效流通面积改变缸内涡流强度。在稳流吹风试验平台,研究涡流调节阀角度对进气道流量因数和涡流比的影响,并结合粒子图像测速（particle image velocimetry,PIV）分析缸内涡流的形成过程。采用计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）评估涡流调节阀角度对缸内混合气体形成过程的影响,计算结果可复现三维 PIV测量的缸内流场结构和相似的涡心位置。随着进气门关闭,涡流比从0.57提高到2.05,油气在周向的相互作用增强,从而加速预混燃烧阶段的放热速度,促使燃烧重心提前、燃烧持续期缩短。在相同进气流量条件下,强涡流运动也促使累积放热量增加。     

CACE系统用于二茂铁对柴油燃烧速率和燃烧效率的影响规律的研究

利用计算机辅助化学实验系统（CACE）具有自动采集数据、存储及数据处理，适宜于快速反应的在线研究等优势，测定在柴油中加入二茂铁后对柴油燃速和燃烧效率的影响，实验结果表明，二茂铁作为添加剂，可增加柴油的速度和提高燃烧效率，减少尾气的排放量，减少大气污染，因而具有重要的经济价值和环保价值。     

长行程油缸利用流量计进行精确定位的方法

介绍武钢某厂热连轧机机架换辊时,因现场环境复杂无法用外置检测传感器对长行程油缸的位移进行检测,为了能达到对油缸活塞杆实施精准定位,而采用在油缸有杆腔侧油路中串接流量计,利用流量来精确计算油缸活塞行程达到精确定位的方法。     

柴油机活塞碗参数化建模方法及在优化设计中的应用

为解决活塞碗排放优化过程中的参数驱动问题,提出一种柴油机活塞碗的参数化建模方法。该方法能够确保在活塞碗轮廓线变形过程中燃烧室的控制容积不变,以满足恒定压缩比的要求。采用CAESES建立活塞碗的参数化模型,在CONVERGE中对活塞碗内的燃烧进行分析,使用CAESES的遗传算法驱动优化流程,通过案例验证该方法的有效性。结果表明：遗传算法对活塞碗进行4代优化后得到的算例最佳,NOx浓度降低66%,Soot浓度降低78%。     

内燃机车燃烧系统性能评估与预测

提出一种内燃机车燃烧系统综合性能评估和预测的新方法;燃烧系统的工作性能由柴油机功率、燃油消耗率、燃油压力、增压压力和排气温度等热工参数决定,介绍了有关参数的测量与计算,利用模糊理论对燃烧系统进行性能评估,利用灰色神经网络对燃烧系统的性能进行预测;该成果应用于株洲电力机车研究所研制的内燃机车状态监测与诊断系统,实际评估和预测结果验证了采用模糊理论进行性能评估和利用神经网络进行预测的可行性与有效性,与机车的其它诊断方法比较,能更全面地评估和预测燃烧系统的状态,为内燃机车检修提供了可靠依据。