大功率燃料电池建模与电压一致性分析

随着燃料电池堆朝着大功率发展,其工作时单体间的不一致性更加明显,长时间处于恶劣工作条件的单体寿命会明显短于其他单体,并导致电池堆的寿命大幅缩减。为探究不同运行参数对大功率燃料电池单体工作性能一致性的影响规律,首先,建立了包括流体网络模型、燃料电池电压模型和燃料电池热阻模型三个部分的110 kW大功率燃料电池模型。其次,开展燃料电池稳态试验,对所建立的燃料电池模型进行试验验证,仿真与试验结果误差在5%以内。最后,基于模型仿真,以电压最大偏差率为评价指标,分别探究工作电流、冷却水流量和冷却水进口温度三个运行参数对燃料电池电压一致性的影响规律。仿真结果表明,工作电流对燃料电池单体电压一致性的影响程度更大,其次是冷却水进口温度,最后是冷却水流量。本研究有助于大功率燃料电池发动机的结构优化设计以及为热管理控制策略开发提供指导。     

某型比例阀流量失调故障分析研究

某型柴油机在运行过程中出现共轨压力失调的现象,经过试验验证发现是由于比例阀流量失调导致.据此分别对比例阀机械部件和电磁铁部件进行试验研究.结果表明:故障由比例阀电磁铁部件密封失效导致.制定相应的改进措施,通过可靠性试验完善技术方案,保障了柴油机的可靠运行.     

充流管道单向流固耦合数值模拟自动化研究

针对充流管道单向流固耦合数值模拟过程复杂、数据在耦合传递中存在偏差的问题,采用C＋＋语言编制了充流管道单向流固耦合数值模拟程序,实现了从模型建立、流体计算到结构分析过程的自动化,确保了从流体计算到结构计算过程中数据传递的准确性．利用参考文献中的试验数据验证了此程序计算结果的正确性,以实际发电厂的一段疏水管道为例进行单向流固耦合数值模拟,描述了程序自动建立管道模型、模拟管内流体压力分布以及将流体压力数据导入管道结构中进行管道应力计算的过程．结果表明：该充流管道单向流固耦合数值模拟程序具有结果准确、操作简便的特点,可应用于多种充流管道的设计改造和风险预测中．     

某重型商用车冷却系统的一维仿真与匹配分析

利用整车热管理仿真软件KULI,建立了某重型商用车发动机冷却系统一维仿真模型,以冷却系统主要部件的物理参数和性能参数作为边界条件,进行标定工况的计算分析并与试验进行对比,验证了仿真的准确性,对冷却系统部分参数进行匹配,分析了影响该发动机冷却系统的各个因素.     

基于Simulink的柴油机仿真计算程序的研究及界面设计

在柴油机工作过程分析的基础上,利用Matlab/Simulink软件建立了柴油机的稳态仿真计算程序,实现了柴油机每个模型程序的模块化,并以某型增压柴油机为研究对象,对其不同的负荷进行仿真计算,计算结果与试验结果基本吻合,验证了编写的Simulink仿真程序的准确性。在此基础上,应用MATLAB提供的GUIDE界面设计环境,对Simulink仿真程序进行了GUI人机交换界面的设计,可通过GUI界面来控制Simulink程序以及参数的设置,并能够方便的显示出不同工况下的仿真计算结果,程序应用更加灵活快捷,提高了仿真计算的效率。     

车用柴油机增压匹配数值模拟研究

使用VC 和Matlab分别建立了柴油机、涡轮增压器、进排气管及中冷器的数值模型,并编制了涡轮增压器与柴油机的匹配计算程序。应用该程序对某柴油机与某径流式涡轮增压器联合工作过程进行仿真计算,得到柴油机的性能参数及与该增压器的匹配数据,最后通过试验结果对数学模型、增压器与柴油机匹配程序的可行性进行了验证。     

逆流板翅式换热器动态性能的建模与仿真

对间冷回热燃气轮机关键部件逆流板翅式换热器进行了动态性能的仿真研究。在考虑气体工质压缩性的基础上，根据换热器内部冷、热流体的压力、流量和温度的变化和冷热流道间隔板的热平衡，建立了逆流板翅式换热器的动态数学模型，在EASY5平台上搭建了逆流板翅式换热器的分布参数模型，并进行了动态的仿真试验计算。分析结果表明该逆流板翅式换热器模型较好地实现了对换热器内部流体流动和换热的模拟，可以作为部件模块，用来时间冷回热燃气轮机系统性能的仿真研究。     

基于某型柴油机的天然气发动机性能优化仿真研究

针对基于某型柴油机改造的天然气发动机进行了性能仿真计算研究。通过建立天然气发动机仿真模型,对其结构参数进行了优化计算,并进行了增压器匹配计算。仿真计算得到了优化后的天然气发动机的性能参数,验证了该型柴油机改造为天然气发动机的可行性,并为基于柴油机改造的天然气发动机的性能提升与试验提供了理论依据。     

音圈电机喷油器结构参数对喷油性能的影响研究

为了研究音圈电机(voice coil motor,VCM)喷油器特性,利用AMESim软件建立音圈电机喷油系统的一维液力仿真模型,并验证了其准确性。通过对不同喷油器结构参数的仿真研究,分析了喷油器柱塞和针阀的结构参数对喷油压力、动态响应特性及流量特性的影响规律。结果表明喷油器结构参数的变化对针阀动态响应性、喷油压力、循环喷油量等喷油性能参数具有重要影响,柱塞的质量、弹簧刚度过大或者针阀质量过小,都会造成系统的不稳定。     

基于Kuli的某乘用车变速箱冷却系统仿真分析

本文利用流体仿真软件Kuli建立了基于试验参数的某乘用车变速箱冷却系统模型,对该变速箱冷却系统进行了仿真计算,并与试验结果比较,结果显示:变速箱侧扁管数目仿真结果与试验值误差为8.3%;油冷器冷却液流量仿真值与试验值误差为1.5%。这表明:仿真结果与试验数值吻合较好,仿真模型可靠,为乘用车变速箱冷却系统的设计与匹配提供理论依据,并且,通过Kuli软件仿真可以较大提高冷却系统的分析效率,缩短研发周期,节省试验费用。     

某重型燃气轮机17级轴流压气机特性预估计算研究

以某重型燃气轮机用17级轴流压气机为研究对象,建立了一种可用于多级轴流压气机特性预估的损失和落后角模型.运用流线曲率法计算得到了不同转速下的压气机特性变化曲线.并将其与全三维数值模拟结果进行了对比,验证了该模型在大流量多级轴流压气机特性预估方面的有效性.通过对设计点各级加工量、总压升分布以及各叶排落后角、效率沿径向分布的对比,验证了该模型在计算大流量多级轴流压气机设计点各级性能参数分布以及各叶排气动参数分布方面的可靠性.     

基于CONVERGE软件的发动机仿真模拟分析

随着世界经济的发展,汽车行业成为支柱性产业。传统的汽车台架实验具有成本较高,研发周期长等缺点,因此汽车仿真模拟分析成为了汽车行业研发的首要选择。美国Convergent Science公司开发了新一代热流体分析软件CONVERGE模拟发动机燃烧工况,利用该软件自带的网格自适应加密功能、众多的物理模型如喷雾模型、燃烧模型、点火模型等可对发动机性能参数进行设定,模拟不同参数下的发动机实际工作状况。对求解器得到的结果文件进行二维、三维直观立体分析,观测不同曲轴转角下的发动机性能参数,在仿真模拟方面为优化发动机性能参数提供坚实的仿真基础。     

基于非线性模型的燃气轮机热参数故障诊断及仿真

燃气轮机气动部件故障的发生会导致机组性能参数的变化,且为复杂的非线性变化。在建立燃气轮机标准模型的基础上,研究了系统的故障性能参数的变化及建立了系统的故障模型。首先通过标准模型仿真数据和机组故障运行数据的对比分析,初步定位机组的故障部件,进而提出了修正部件特征性能参数的方法,通过模块实现机组故障的非线性表达,在EASY5仿真平台上建立了燃气轮机系统的故障模型。利用该模型可通过机组非线性模型定量表达部件性能参数的变化,准确地实现机组的故障定位和仿真。以某联合循环机组的燃气轮机为例对此方法进行了验证,实现了机组故障工况的重现,为机组性能特性研究、故障诊断和故障分析奠定了一定的基础。     

基于时差法的超声波流量计在矿井中的应用

本文基于时差法,以超声波流量计为研究对象,通过仿真与理论相结合的方式,研究矿井中的超声波流量计在流体中的测量特性。超声波流量计通过超声波在流体中顺流与逆流传播的时间之差求出超声波的传播速度,实现流体流量的测量。本文采用COMSOL多物理场仿真,建立管道模型,定义管道流场内的各项参数,利用求解器计算,通过仿真可以得到管道流体中的声压随时间的变化情况,从而分析超声波在流体中的传播特性,本文研究结果可为后期矿井超声波流量计的研究提供一定的参考价值。     

封装设备加热单元的高精度温度控制

提出了一种通过使用有限元模型实现高精度温度控制的方法。在封装设备加热单元的高精度温度控制中,建立了热压头的参数化有限元模型,结合有限元模型以及设定的系统性能指标,对控制参数PID进行了优化。优化后提高了系统的响应速度及控制精度,并在封装设备的应用中取得了良好的效果。     

电力物联网接入层网络流量的建模与分析

针对电力物联网接入层可能面临设备并发接入引起的拥塞延迟问题,运用排队论的相关理论,对电力物联网接入层网络流量进行建模及参数分析。通过使用蒙特卡罗方法对模型进行计算,得出了物联网边缘代理在应对并发连接状况所要满足的性能指标。最后借助OPNET仿真软件,以ZigBee协议进行终端接入模拟,验证了所给出的流量模型和性能参数的有效性。     

基于DoE的船用中速柴油机性能优化仿真

将试验设计(design of experiments,DoE)方法应用于采用废气再循环(EGR)技术的船用中速柴油机多参数多目标优化仿真分析过程中。利用试验数据标定的Dijet燃烧模型及整机仿真模型保证了仿真模型的预测精度。通过V-optimal试验设计方法确定了仿真方案,并利用建立的响应面模型对柴油机性能参数进行了预测和全局优化,确定了满足TierⅢ排放的目标机型运行边界参数的优化匹配关系。与GT-Power软件计算对比结果表明:基于DoE的船用柴油机性能优化设计过程可以大幅缩减仿真方案的数量,缩短研究周期。     

汽车发动机紧凑型冷却系统的研究

应用流体仿真模拟软件建立冷凝器、散热器和风扇等主要零部件的冷却系统三维仿真模型,结合仿真分析可以直观地观察速度场和温度场的变化及其影响因素,最后再通过试验验证上述仿真模型.结果表明:仿真结果与试验数据趋势吻合良好,该仿真模型可以有效地对紧凑型冷却系统的流动与传热性能进行研究,有利于缩短设计周期和减少设计成本.     

某柴油机润滑系统的设计开发及试验验证

为满足某柴油机对润滑系统的开发需求,对润滑系统进行了一维流体稳态模拟计算分析,从而确定润滑系统零部件的关键技术参数,使发动机各零部件之间有合理的流量和阻力分配。同时通过性能试验验证以及耐久可靠性试验的考核,确定了该发动机的润滑系统设计满足整机要求。     

基于曲轴箱污染物排放控制的PCV阀特性参数匹配设计

为了改善曲轴箱污染物的排放性能实现曲轴箱的压力控制,开展PCV阀及曲轴箱通风系统和发动机匹配研究有明显现实的工程意义。以某款车用汽油发动机为研究对象,研究活塞漏气量、进气歧管压力等发动机参数与PCV阀匹配规律,优化设计PCV阀的性能参数并通过实测曲轴箱压力对PCV阀的工作性能进行试验验证。结果表明,依据发动机自身运行工况参数设计PCV阀可变压力-流量特性,可满足排放法规对曲轴箱压力的要求。