基于多目标参数优化的重整器与LNG发动机匹配研究任务书

 2022-01-08 20:45:16

全文总字数:1871字

1. 毕业设计(论文)主要内容:

废气-燃料重整再循环(REGR)技术利用发动机余热对废气与燃料进行催化重整,能在线制取富氢混合气(包含H2、CO和未重整碳氢等),是改善船用LNG发动机燃烧与排放特性的有效途径之一,REGR技术作为一种发动机节能减排新技术展现出巨大潜力。

废气-燃料重整器与发动机互为边界条件,相互影响,发动机运行工况的变化会影响尾气排温、组分,使得重整器入口边界条件发生改变,对制氢特性造成影响,重整器制氢性能变化将进一步影响发动机燃烧与排放特性,两者之间存在复杂的相互作用关系。本文将通过一维数值模拟构建废气-燃料重整器与点燃式船用LNG发动机闭环运行仿真模型,探究控制参数对发动机燃烧与排放的影响规律。在此基础上,借助多目标参数优化方法开展闭环系统运行参数优化研究,实现重整器与发动机匹配运行,为船用LNG发动机上REGR技术应用以及性能优化提供重要参考。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1. 翻译5000以上汉字的英文资料,翻译基本准确;

2. 学习使用GT-Power和modeFRONTIERR软件;

3. 运用GT-Power软件建立LNG发动机-废气燃料重整器闭环数值计算模型,在此基础上分析分析运行参数(废气重整再循环率、重整甲烷供给量、点火正时和过量空气系数)对发动机燃烧与排放过程的影响规律;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-2周 查阅文献完成文献综述和开题报告; 第3-4周 完成外文翻译; 第5-6周 了解多目变参数优化方法以及废气-燃料重整再循环技术国内外研究现状; 第7-9周 运用GT-Power软件建立LNG发动机-废气燃料重整器闭环数值计算模型,模拟研究运行参数对发动机燃烧与排放的影响规律; 第10-11周 构建闭环系统目标函数,通过拉丁超立方抽样方法构建样本算例群,利用多目标遗传算法迭代求解,确定Pareto最优解,以满足NOx排放标准时油耗最低为目标,最终确定控制参数匹配方案; 第12-14周 完成大论文撰写; 第15周 修改提交论文。

4. 主要参考文献

1. 1. Xu Z, Jia M, Li Y, et al. Computational optimization of fuel supply, syngas composition, and intake conditions for a syngas/diesel RCCI engine[J]. Fuel, 2018, 234: 120-134. 2. 曾育平, 秦大同, 苏岭, 等. 插电式混合动力汽车动力系统的成本, 油耗和排放多目标参数优化[J]. 汽车工程, 2016, 38(4): 397-402. 3. 邓涛, 徐彬, 李德才, 等. 基于 NSGA-Ⅱ 算法的复合电源混合动力系统参数匹配优化[J]. 机械传动, 2016, 40(9): 61-66. 4. Nguyen D K, Sileghem L, Verhelst S. Exploring the potential of reformed-exhaust gas recirculation (R-EGR) for increased efficiency of methanol fueled SI engines[J]. Fuel, 2019, 236: 778-791. 5. Chang Y, Szybist J P, Pihl J A, et al. Catalytic Exhaust Gas Recirculation-Loop Reforming for High Efficiency in a Stoichiometric Spark-Ignited Engine through Thermochemical Recuperation and Dilution Limit Extension, Part 2: Engine Performance[J]. Energy fuels, 2018, 32(2): 2257-2266.

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