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原文传递车用油气回收系统管路优化研究

论文题名：	车用油气回收系统管路优化研究
关键词：	车用油气回收系统;加油管;形状优化;代理模型
摘要：	随着汽车保有量的增加，由汽车所带来的环境污染日益严重，世界各国陆续出台了系列降低汽车环境污染的强制性法规。减少汽车加油过程中燃油排放是降低汽车环境污染的重要手段之一，其主要措施有基于加油站油气回收技术和基于车载加油的油气回收（onboard refueling vehicle recovery,ORVR）技术。ORVR技术具有较高的油气回收效率，因而成为工程设计的主要目标。目前对ORVR系统的设计主要以工程经验为主，从多个离散设计点中择优的方法进行优化设计；该方法的优化设计结果依赖于设计点的选取，不易获得设计范围内的最优点。本文利用多目标优化方法，以降低油气排放量和油管质量为目标对ORVR系统加油管的形状进行了优化；由于本文采用的方法是基于车载加油系统的代理模型进行搜索，因此能够找到设计范围内的最优解集。　　首先，构建ORVR系统的CFD有限元模型，并与文献中的实验进行对标。根据研究目标，选取ORVR系统中的油管为研究对象，构建了其CFD有限元模型。利用Fluent流体仿真软件仿真加油过程中油管内的燃油和空气流动状态，并与文献中的实验结果进行了对标。　　其次，对加油管的几何参数进行参数分析。以国内加油枪常用的2m/s加油速度作为仿真的输入条件，发现油管入口倾斜段长度、油管竖直段长度、油管第二拐角半径和油管直径对液封形成可靠性、液封形成时效性以及油管的质量影响较大。　　再次，构建代理模型并进行多目标优化。将参数分析中对加油效果和油管质量影响较大的参数作为优化变量，使用中心组合方法进行实验设计，以加油管中固定截面处的液体体积分数和加油管的质量作为响应，采用多项式响应面方法构建代理模型。基于代理模型进行多目标优化，以加油管中固定截面处的液体体积分数最大和加油管的质量最小作为优化目标，以同时满足加油过程中不发生回流以及安装干涉等为约束条件，通过采用加权法得到优化最优解。　　最后，对最优解所构建的CFD模型进行仿真验证。验证结果表明，此模型提高了液封的可能性，减小了加油管的质量，并满足加油要求，符合所设定的优化条件。本研究为汽车油管的优化设计提供了理论依据和新方法，为其他设计人员提供了参考。
作者：	陈革
专业：	车辆工程
导师：	亓昌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文