本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬，特別涉及一種活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，對燃燒模擬的精確性要求也越來越高。傳統(tǒng)的實驗方法雖然可以獲取內(nèi)燃機(jī)的各項燃燒參數(shù)，但存在成本高、周期長、數(shù)據(jù)獲取困難等問題。而燃燒模擬方法則可以提供一種快速、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確的方式來預(yù)測內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程。然而，燃燒模擬方法的準(zhǔn)確性在很大程度上取決于對邊界條件、物理模型的合理選擇和準(zhǔn)確設(shè)定。因此，需要對內(nèi)燃機(jī)的燃燒模擬過程進(jìn)行精細(xì)化處理，以提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

2、但是，在實際應(yīng)用中，內(nèi)燃機(jī)的燃燒模擬過程往往存在一定的誤差。這些誤差可能來源于多個方面，如模型簡化、實驗誤差、邊界條件的設(shè)定等。為了準(zhǔn)確評估和優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程，需要對這些誤差來源進(jìn)行精確定位，并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。所以如何實現(xiàn)對誤差來源的精確定位便成為了目前活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬中關(guān)鍵問題之一。

3、因此，本發(fā)明提出了一種活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，用以根據(jù)內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的模擬參數(shù)和測試參數(shù)，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的差異度，實現(xiàn)了對內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的每類燃燒參數(shù)的差異程度進(jìn)行量化，進(jìn)而根據(jù)內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的每類燃燒參數(shù)的差異度，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類燃燒參數(shù)的所有差異時刻和所有非差異時刻，便于后續(xù)內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣的構(gòu)建，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的所有類燃燒參數(shù)的所有差異時刻和所有非差異時刻，獲得內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，進(jìn)而根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類模擬因素的模擬影響度，精確量化了內(nèi)燃機(jī)的每類模擬因素對內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬過程造成誤差的可能性，最終根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的所有類模擬因素的模擬影響度，獲得內(nèi)燃機(jī)的預(yù)測模擬改進(jìn)因素和測試分析結(jié)果，實現(xiàn)了對活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬的過程中的誤差來源進(jìn)行精確定位，便于后續(xù)進(jìn)行活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬的再優(yōu)化。

2、本發(fā)明提供一種活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，包括：

3、燃燒模擬模塊，用于基于預(yù)設(shè)燃燒模擬方式和內(nèi)燃機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)、類型及燃料類型，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的模擬參數(shù)；

4、測試模塊，用于基于內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的模擬參數(shù)和測試參數(shù)，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的差異度，并基于內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的每類燃燒參數(shù)的差異度，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類燃燒參數(shù)的所有差異時刻和所有非差異時刻；

5、構(gòu)建模塊，用于基于內(nèi)燃機(jī)的所有類燃燒參數(shù)的所有差異時刻和所有非差異時刻，獲得內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，并基于內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類模擬因素的模擬影響度；

6、優(yōu)化模塊，用于基于內(nèi)燃機(jī)的所有類模擬因素的模擬影響度，獲得內(nèi)燃機(jī)的預(yù)測模擬改進(jìn)因素，并基于內(nèi)燃機(jī)的預(yù)測模擬改進(jìn)因素，獲得內(nèi)燃機(jī)的測試分析結(jié)果。

7、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，燃燒模擬模塊，包括：

8、設(shè)置子模塊，用于將后臺在活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)上設(shè)置的時間長度，當(dāng)作燃燒時間段，并獲取內(nèi)燃機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)、類型及燃料類型，其中基礎(chǔ)參數(shù)包括活塞、氣缸及燃燒室的幾何參數(shù)；

9、第一燃燒模擬子模塊，用于基于內(nèi)燃機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)，獲得內(nèi)燃機(jī)的幾何模型，并基于預(yù)設(shè)內(nèi)燃機(jī)的邊界條件數(shù)據(jù)庫和內(nèi)燃機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)、類型及燃料類型，獲得內(nèi)燃機(jī)的設(shè)置邊界條件；

10、第二燃燒模擬子模塊，用于基于內(nèi)燃機(jī)的幾何模型、設(shè)置邊界條件及預(yù)設(shè)燃燒模擬方式，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的模擬參數(shù)。

11、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，第二燃燒模擬子模塊，包括：

12、設(shè)置單元，用于將燃燒時間段設(shè)置為內(nèi)燃機(jī)的仿真時間長度；

13、燃燒模擬單元，用于基于內(nèi)燃機(jī)的幾何模型、設(shè)置邊界條件、預(yù)設(shè)燃燒模擬方式及仿真時間長度，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的模擬參數(shù)，其中所有類燃燒參數(shù)包括缸內(nèi)壓力、缸內(nèi)溫度、缸內(nèi)對流換熱系數(shù)及燃料消耗率。

14、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，測試模塊，包括：

15、測試子模塊，用于基于預(yù)設(shè)測試設(shè)備和內(nèi)燃機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)、類型及燃料類型，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的測試參數(shù)；

16、差異度計算子模塊，用于基于內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的模擬參數(shù)和測試參數(shù)，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的差異度；

17、分析子模塊，用于基于內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的每類燃燒參數(shù)的差異度，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類燃燒參數(shù)的所有差異時刻和所有非差異時刻。

18、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，差異度計算子模塊，包括：

19、預(yù)備單元，用于將內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的每類燃燒參數(shù)的模擬參數(shù)和測試參數(shù)之間的數(shù)值差值，當(dāng)作內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)對應(yīng)時刻的對應(yīng)類燃燒參數(shù)的誤差值；

20、差異度計算單元，用于基于內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的每類燃燒參數(shù)的誤差值，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的每類燃燒參數(shù)的差異度。

21、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，差異度計算單元基于內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的每類燃燒參數(shù)的誤差值，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的每類燃燒參數(shù)的差異度的方法，包括：

22、;

23、其中，為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)當(dāng)前計算時刻的當(dāng)前計算類燃燒參數(shù)的差異度，α為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)當(dāng)前計算時刻的當(dāng)前計算類燃燒參數(shù)的誤差值，α0為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的當(dāng)前計算類燃燒參數(shù)的誤差值的均值，ω為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)當(dāng)前計算時刻的當(dāng)前計算類燃燒參數(shù)的測試參數(shù)的數(shù)值，為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的每類燃燒參數(shù)的誤差值的標(biāo)準(zhǔn)差，n為燃燒時間段內(nèi)所有時刻的個數(shù)，ln為自然對數(shù)，且自然常數(shù)e的取值為2.718。

24、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，分析子模塊，包括：

25、第一分析單元，用于將內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的每類燃燒參數(shù)的差異度中的最大值，與內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的對應(yīng)類燃燒參數(shù)的差異度的標(biāo)準(zhǔn)差之間的差值，當(dāng)作內(nèi)燃機(jī)的每類燃燒參數(shù)的差異度閾值；

26、第二分析單元，用于判斷內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的每類燃燒參數(shù)的差異度是否大于對應(yīng)類燃燒參數(shù)的差異度閾值，若是，則將對應(yīng)時刻當(dāng)作內(nèi)燃機(jī)的對應(yīng)類燃燒參數(shù)的差異時刻，否則，將對應(yīng)時刻當(dāng)作內(nèi)燃機(jī)的對應(yīng)類燃燒參數(shù)的非差異時刻。

27、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，構(gòu)建模塊，包括：

28、構(gòu)建子模塊，用于若內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻為每類燃燒參數(shù)的差異時刻時，將1當(dāng)作內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)對應(yīng)時刻的對應(yīng)類燃燒參數(shù)的元素賦分值，若內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻為每類燃燒參數(shù)的非差異時刻時，將0當(dāng)作內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)對應(yīng)時刻的對應(yīng)類燃燒參數(shù)的元素賦分值，基于內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的所有類燃燒參數(shù)的元素賦分值，獲得內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，即為：

29、;

30、其中，g為內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，a1為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第1個時刻的缸內(nèi)壓力的元素賦分值，a2為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第2個時刻的缸內(nèi)壓力的元素賦分值，an為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第n個時刻的缸內(nèi)壓力的元素賦分值，n為燃燒時間段內(nèi)所有時刻的個數(shù)，b1為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第1個時刻的缸內(nèi)溫度的元素賦分值，b2為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第2個時刻的缸內(nèi)溫度的元素賦分值，bn為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第n個時刻的缸內(nèi)溫度的元素賦分值，c1為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第1個時刻的缸內(nèi)對流換熱系數(shù)的元素賦分值，c2為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第2個時刻的缸內(nèi)對流換熱系數(shù)的元素賦分值，cn為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第n個時刻的缸內(nèi)對流換熱系數(shù)的元素賦分值，d1為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第1個時刻的燃料消耗率的元素賦分值，d2為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第2個時刻的燃料消耗率的元素賦分值，dn為內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)第n個時刻的燃料消耗率的元素賦分值；

31、模擬影響度分析子模塊，用于基于內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類模擬因素的模擬影響度。

32、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，模擬影響度分析子模塊，包括：

33、獲取單元，用于獲取內(nèi)燃機(jī)的所有類模擬因素，其中所有類模擬因素包括邊界條件因素、實驗誤差因素及模型簡化因素；

34、模擬影響度分析單元，用于將內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，當(dāng)作邊界條件因素的分析矩陣，將內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣內(nèi)最下方的行矩陣進(jìn)行刪除，獲得新矩陣，并將獲得的新矩陣當(dāng)作模型簡化因素的分析矩陣，將內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣的每個行矩陣內(nèi)，矩陣元素為1的元素個數(shù)，當(dāng)作對應(yīng)行矩陣的參考系數(shù)，并將內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣的所有行矩陣中，參考系數(shù)最大的行矩陣和參考系數(shù)最小的行矩陣進(jìn)行刪除，獲得新矩陣，并將獲得的新矩陣當(dāng)作實驗誤差因素的分析矩陣；

35、模擬影響度計算單元，用于基于邊界條件因素的分析矩陣、模型簡化因素的分析矩陣及實驗誤差因素的分析矩陣，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類模擬因素的模擬影響度，即為：

36、;

37、其中，μ為內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前計算類模擬因素的模擬影響度，為內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前計算類模擬因素的分析矩陣的秩，為內(nèi)燃機(jī)的所有類模擬因素的分析矩陣的秩的和值，ε為內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前計算類模擬因素的分析矩陣內(nèi)行矩陣的個數(shù)，ln為自然對數(shù)，且自然常數(shù)e的取值為2.718。

38、優(yōu)選的，活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬及測試分析系統(tǒng)，優(yōu)化模塊，包括：

39、優(yōu)化分析子模塊，用于將內(nèi)燃機(jī)的所有類模擬因素內(nèi)，模擬影響度最大的模擬因素，當(dāng)作內(nèi)燃機(jī)的預(yù)測模擬改進(jìn)因素；

40、優(yōu)化子模塊，用于將內(nèi)燃機(jī)的預(yù)測模擬改進(jìn)因素，當(dāng)作內(nèi)燃機(jī)的測試分析結(jié)果。

41、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的有益效果為：根據(jù)內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的模擬參數(shù)和測試參數(shù)，獲得內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的所有類燃燒參數(shù)的差異度，實現(xiàn)了對內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)每個時刻的每類燃燒參數(shù)的差異程度進(jìn)行量化，進(jìn)而根據(jù)內(nèi)燃機(jī)在燃燒時間段內(nèi)所有時刻的每類燃燒參數(shù)的差異度，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類燃燒參數(shù)的所有差異時刻和所有非差異時刻，便于后續(xù)內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣的構(gòu)建，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的所有類燃燒參數(shù)的所有差異時刻和所有非差異時刻，獲得內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，進(jìn)而根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的測試分析矩陣，獲得內(nèi)燃機(jī)的每類模擬因素的模擬影響度，精確量化了內(nèi)燃機(jī)的每類模擬因素對內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬過程造成誤差的可能性，最終根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的所有類模擬因素的模擬影響度，獲得內(nèi)燃機(jī)的預(yù)測模擬改進(jìn)因素和測試分析結(jié)果，實現(xiàn)了對活塞式內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬的過程中的誤差來源進(jìn)行精確定位，便于后續(xù)進(jìn)行活塞式內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)燃燒模擬的再優(yōu)化。

42、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的本技術(shù)文件中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

43、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。