一種直噴式柴油機(jī)燃燒的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)值方法

一種直噴式柴油機(jī)燃燒的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)值方法

直噴式柴油機(jī)具有使用耐久及燃油經(jīng)濟(jì)性良好等特點(diǎn)，被汽車(chē)行業(yè)廣泛使用。盡管如此，越來(lái)越多的環(huán)境問(wèn)題限制了這種類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)的使用，因此開(kāi)發(fā)一種既要保證減少NOx排放，同時(shí)還要保證有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，較強(qiáng)魯棒性的直噴式柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。近年來(lái)，遺傳算法和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）三維燃燒仿真已經(jīng)成功應(yīng)用于解決這類(lèi)問(wèn)題中。然而，結(jié)合目前的CFD三維燃燒仿真的遺傳算法（GAs）優(yōu)化方法是非常復(fù)雜的，這是由于遺傳算法通常需要大量的運(yùn)算使其收斂，結(jié)果導(dǎo)致了較高的計(jì)算消耗，限制了這種方法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)優(yōu)化過(guò)程運(yùn)算耗時(shí)減少，在利用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，CFD仿真可以更加方便地被應(yīng)用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)訓(xùn)練集，供人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，這個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)路一旦訓(xùn)練成功，就可以用來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出，使其作為設(shè)計(jì)參數(shù)的依據(jù)。

本文基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法，采用數(shù)值方法來(lái)對(duì)一個(gè)車(chē)用直噴柴油機(jī)的燃燒進(jìn)行多目標(biāo)的優(yōu)化。這種方法是用來(lái)幫助設(shè)計(jì)一款VM Motori車(chē)用直噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)不同工況下的3種燃燒室進(jìn)行評(píng)價(jià)。最后通過(guò)CFD三維運(yùn)算來(lái)對(duì)產(chǎn)生的最優(yōu)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，帶有左右參數(shù)的最優(yōu)燃燒室在相同NOx排放以及平均指示有效壓力下，可以減少煙塵排放大約36%。

該數(shù)值方法被證明是快速的，降低了計(jì)算消耗，并且是準(zhǔn)確的，其能夠用于幫助開(kāi)發(fā)直噴式柴油機(jī)。

網(wǎng)址：http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S1876610214000770

作者：Marco Costa et al

編譯：孔悅