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发动机设计参数正向开发平台建设及应用
| 论文题名： | 发动机设计参数正向开发平台建设及应用 |
| 关键词： | 整车性能;数值模拟;发动机;汽车开发设计 |
| 摘要： | 计算机软件仿真是现代汽车相关技术研究和汽车开发设计的重要方法和工具，广泛应用在汽车开发设计的各个方面。本文以国家科技支撑计划[2009BAG13804]为依托，针对我国发动机设计与整车开发脱节的现状以及发动机逆向开发所面临的无法掌握核心技术的窘境，提出了基于整车性能需求的发动机设计与运行参数的正向开发思路；通过对发动机性能参数与设计、运行参数之间内在联系的破解与数学表达式的推导，完成了正向开发流程的开发与设计参数的定义；利用高级编程语言EXCEL－VBA完成过程的实施，结合先进可靠的GT-Power数值模拟技术以及DOE优化理论，搭建了实现该思路的一个经过验证的发动机主要设计与运行参数的正向开发软件平台。 本文首先根据车辆动力学与运动学原理，将整车性能的需求逐步分解到对发动机的性能需求，建立了发动机设计参数正向开发的理论基础。其次，基于对发动机性能参数与设计、运行参数之间内在联系的深层次的理解，将发动机的性能目标参数转化成对发动机设计与运行参数的选择，然后基于发动机气体动力学相似性准则建立基础数模并在GT-Power软件平台上进行参数与过程的详细描述及DOE择优。 本文对软件编写语言、软件功能模块的组成及其之间的内在联系进行了简要介绍，然后详细介绍了本软件平台的功能、理论依据及使用方法。在确定了发动机初始设计参数之后，利用DOE优化功能以及该软件与GT-Power的无缝耦合计算功能，将发动机设计参数与过程进一步优化。 最终通过选定两款典型轿车进行模拟试验，以GT-Drive模拟计算结果及整车实测结果为基准，通过对比整车全负荷0－100km/h加速时间以及国家道路循环工况下实测油耗等汽车动力性、经济性数据，验证了本平台软件的完整性、实用性及计算精度。 结论表明，该软件平台的完整性及计算精度完全符合工程应用要求，可为发动机的前期概念设计提供指导，同时能提高研发效率、缩短研发周期和节约研发成本，可为发动机的正向开发提供参考。 |
| 作者： | 徐新生 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 刘敬平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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