首页 > 解决方案 > 汽车 > OPTIMUS_发动 OPTIMUS_发动机性能多目标优化GT-Power

应用概述
在点燃式发动机物理样机建造前,需要采用先进的发动机性能与气体动力学软件分析预测并改善发动机性能。在本案例中,使用OPTIMUS 和GTPower一起修改(a)发动机进气阀门管道几何参数和(b)配气相位,应用多目标优化算法优化点燃式发动机性能。
设计问题
发动机工作循环仿真软件通常基于工程师提供的输入数据计算发动机性能参数。然而,这类的分析仿真仅能起到对设计进行校验的作用。如果你想改善发动机的设计与性能,你需要一个软件工具,进行设计空间探索、提供更深层次的工程性分析,从而找到满足多个冲突设计目标的最优解。
使用的软件工具
GT-Power
仿真过程与OPTIMUS工作流
OPTIMUS 图形用户界面集成了仿真程序,它们的工作流程以及输入输出文件。OPTIMUS 很方便地参数化了仿真的输入文件,并从输出文件中解析出需要的输出参数(图 1)。

2. 设计参数和方法

模型
案例中的发动机是直列式、4 缸、点燃式发动机。其相应的模型在GTPower中建立(图 2)。

选择设计参数
4 个设计参数分别是进气阀和的2 个几何参数和2 个影响进气阀门型线和配气特性的参数。对于每个进气阀门,管道的长度和出口直径被选作设计参数。气门型线是通过参数化凸轮配气特性(升程持续角和升程起始角)得到的。多目标优化的目标是最大化高转速下的体积效率,以及最大化低转速下的体积效率。
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结论
OPTIMUS 成功地自动化了GT-Power仿真流程,并分析出阀门升程参数是发动机体积效率的最为敏感的设计参数。采用数值仿真、试验设计、响应面和优化技术,OPTIMUS 能够修改设计参数,从而使得高转速与的转速下的体积效率得到改善。

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