活塞碗優(yōu)化設(shè)計

1、 一 一;站、活塞碗優(yōu)化設(shè)計活塞碗優(yōu)化設(shè)計2017.12.20活塞碗是活塞頂部的一個凹槽燃燒室，該部件主要應(yīng)用于（直噴式）柴油機中。在壓縮 過程中，活塞碗的形狀會影響空氣和燃料的流動，從而影響兩者之間的混合。良好的均質(zhì)混 合氣可促成更有效的燃燒，從而提供更多的動力以及更好的燃油經(jīng)濟性。此外，使用一個高 效的活塞碗還能有效減少缸內(nèi)排放物（如NOx和碳煙）而節(jié)省相應(yīng)的后處理成本。r jhmb尊 * .amp BHE9XmmT 一活塞碗CAESES參數(shù)化模型CAESES活塞碗設(shè)計能力CAESES已經(jīng)成功應(yīng)用于最先進活塞碗的優(yōu)化，并在設(shè)計中體現(xiàn)出幾個關(guān)鍵功能。主要 功能介紹如下：在CAESES中可實現(xiàn)

2、對任意外形進行參數(shù)化調(diào)節(jié)?；钊氲脑O(shè)計不限于預(yù)定模板，還 可根據(jù)自己的設(shè)計方法進行自定義參數(shù)。期間，可使用任意曲線類型進行造型，包括直 線、圓弧和各種樣條線?；钊氲男途€可實現(xiàn)沿圓周方向進行變化，比如形成“波浪”碗形。針對碗形的幾何形狀，CAESES完全可以實現(xiàn)魯棒性良好的幾何變化，不會因為參數(shù)變 化而導(dǎo)致模型失效。對于其他幾何復(fù)雜形狀，我們的目標依然是100%魯棒性變化，僅 僅需要通過智能參數(shù)化和基礎(chǔ)模型相結(jié)合。壓縮比可以通過幾何變量設(shè)置實現(xiàn)自動調(diào)整，確保每個設(shè)計方案具有相同的壓縮比，而 不會浪費時間在不可行方案的設(shè)計上。這是一個內(nèi)部迭代優(yōu)化過程，其中的調(diào)整變量可 以自由選擇。甚至可以在自動

3、調(diào)整過程中選擇優(yōu)先順序，首先選擇第一個指定變量與壓 縮比進行匹配，如果不行，則添加下一個變量，以此類推。也可以實現(xiàn)其他形式的自動調(diào)整，例如根據(jù)噴嘴角度調(diào)整碗的形狀。幾何模型可以根據(jù)CFD網(wǎng)格工具要求，輸出各種類型的格式文件。同時還可對指定曲 面進行定義區(qū)分，以便后續(xù)工具能夠識別，方便對網(wǎng)格參數(shù)和邊界條件進行設(shè)置。可以將活塞碗跟噴油策略或者其他工藝參數(shù)（比如燃料、EGR量等）相結(jié)合進行設(shè)計。 在軟件連接器接口中，用戶還可以通過參數(shù)定義修改輸入文件和CFD求解器腳本文件。活塞碗的輪廓線以及3D造型保持壓縮比不變情況下的活塞碗形狀變化算例:基于CONVERGE的活塞碗優(yōu)化這是一個活塞碗的簡單算例，通

4、過CAESES與CONVERGE耦合實現(xiàn)了自動仿真優(yōu)化。 活塞碗的輪廓線由兩段圓弧線、兩段橋接曲線和幾條直線段組成。算例選擇了以下四個參數(shù) 進行優(yōu)化：Lip Entrainment該參數(shù)控制活塞碗邊緣的唇口形狀，同時也會影響活塞碗的內(nèi)徑。請注意，可以選擇對輪廓線面積（即3維體積）進行自動調(diào)節(jié)以滿足給定值。下面給出 參數(shù)依賴關(guān)系的動圖，關(guān)聯(lián)其他參數(shù)后，參數(shù)調(diào)節(jié)實現(xiàn)了良好的整體變化效果。碗半徑該參數(shù)控制著活塞碗的半徑。直徑縮放該參數(shù)通過尺寸比例縮放控制著活塞碗的整體直徑。噴霧半徑此參數(shù)不屬于幾何參數(shù)，但在CONVRGE軟件中會用到。通過軟件連接器將CONVERGE耦合到CAESES中。根據(jù)噴嘴的數(shù)

5、量定義扇形區(qū)域， 同時導(dǎo)出CONVERGE所需的格式文件(“surface.dat”)，文件中對不同的邊界進行了定 義劃分。CAESES中選擇了多目標遺傳算法進行優(yōu)化，模擬時考慮NOx和碳煙的排放。整個優(yōu) 化過程共模擬得到了 50個方案結(jié)果。S4DOT5.8*-127.3*434 7MJ37.De-O39.4B-G3不同活塞碗方案的碳煙分布圖所有的設(shè)計變量對優(yōu)化目標都有顯著影響，兩個目標參數(shù)則是反相關(guān)的。從優(yōu)化結(jié)果中選擇了三個設(shè)計方案進行最優(yōu)比較，在Pareto邊界中，三個方案分別代表了最低的碳煙、 最低的NOx和折中方案。在碳煙方面，起始基準值已相當(dāng)?shù)?，因此只有?dāng)NOx排放量有較 大改變時，最低碳煙方案才能在基準值上有所改善。不同活塞碗方案的NOx分布圖優(yōu)化過程中包含了較低NOx排放量的結(jié)果，該設(shè)計方案相比基礎(chǔ)方案得到了整體的改 善。下一步可以添加新一輪優(yōu)化，主要圍繞最佳方案的附近區(qū)域進行細化尋優(yōu)。9* 04 9*04 7*-M9* 04 9*04 7*-MCAESES優(yōu)化結(jié)果分析-藍色線為Pareto邊界更多信息可隨時與我們聯(lián)系。更多如果您想與我們面對面交流關(guān)于活塞碗設(shè)計方面的應(yīng)用情況， 相關(guān)產(chǎn)品信息可在網(wǎng)站的汽車行業(yè)部分中找到。可隨時與我們聯(lián)系。更多活塞碗在