Контрольные вопросы к 1 РК по курсу
«Моделирование процессов в ЭУ»

Моделирование рабочих процессов КДВС

1. Модель и моделирование. Определение. Виды моделей. Назначение. Требования к моделям. Примеры моделирования в области ДВС.

2. Представление о виртуальном двигателе. Рабочие процессы КДВС. Математические модели рабочих процессов и принцип формирования из них математической модели двигателя. Компьютерные программы для моделирования КДВС – примеры и возможности.

Модели рабочего тела

1. Термодинамическое представление рабочего тела в цилиндре. Допущение о совершенном газе. Два основных уравнения для описания состояния газа в цилиндре. Физический смысл и примеры способов задания компонентов этих уравнений. Ограничения применимости термодинамического представления.

2. Газодинамическое представление рабочего тела в цилиндре. Основная идея CFD. Мерность. Решаемые задачи. Проблемы и недостатки газодинамического представления. Программные средства.

Модели газообмена

1. Газообмен в четырехтактных двигателях. Влияние газообмена на процессы в цилиндре. Процессы в разветвленном ГВТ. Решаемые задачи. Мерность. Отдельные элементы ГВТ и их влияние на показатели двигателя. Их моделирование в рамках моделирования газообмена.

2. Газообмен в двухтактных двигателях. Газодинамическое и термодинамическое представление. Достоинства и недостатки термодинамического представления. Моделирование газа в цилиндре при термодинамическом представлении. Три гипотезы наполнения. Параметр перемешивания. Моделирования процессов в кривошипной камере.

Модели сгорания

1. Классификация моделей сгорания. Нульмерные, феноменологические и многомерные модели – достоинства и недостатки. Примеры нульмерных моделей. Программные средства реализации многомерных моделей. Задачи, решаемые нульмерными и многомерными моделями.

2. Феноменологические модели сгорания. Достоинства и недостатки. Два типа феноменологических моделей, их качественные отличия. Примеры феноменологических моделей сгорания, схемы интерпретации топливной струи. Границы применимости феноменологических моделей.

Алгоритмы расчета КДВС

1. Алгоритм расчета поршневого двигателя. Исходная точка («НУ») для расчета рабочего процесса. Интегрируемые уравнения. Итерационная процедура расчета газообмена, причина ее появления и итерируемые переменные. Основная итерационная процедура, итерируемые переменные, критерий завершения расчета. (Нарисовать блок-схему алгоритма)

2. Алгоритм расчета комбинированного двигателя. 3 способа моделирования турбокомпрессора в Дизель-РК. Итерационная процедура параметров турбокомпрессора, причина ее появления и итерируемые переменные. Основная (внешняя) итерационная процедура, причина ее появления и итерируемые переменные. (Нарисовать блок-схему алгоритма)

Компьютерная оптимизация КДВС

1. Оптимизация. Определения. Целевая функция. Вектор независимых переменных. Ограничения. Штрафные функции. Методы оптимизации: детерминированные и недетерминированные. Метод Монте-Карло. Примеры методов одномерной оптимизации. Примеры методов многомерной оптимизации. Проблема наличия нескольких экстремумов и ее решение.

2. Оптимизация КДВС. Примеры практических задач. Примеры целевых функций, ограничений и независимых переменных. Требования к математической модели КДВС. Расщепление по физическим процессам. Применение метода Монте-Карло при оптимизации КДВС. Применение метода сканирования при оптимизации КДВС.

Дополнительные вопросы из курса «ТПиК ДВС»

1. Что такое коэффициент избытка воздуха? Укажите его характерные значения для бензиновых и дизельных двигателей.

2. Что такое коэффициент остаточных газов? Укажите его характерные значения для четырехтактных и двухтактных двигателей.

3. Каковы характерные значения максимального давления в цилиндре и продолжительности сгорания для современных бензиновых и дизельных двигателей?

4. Нарисуйте характерный вид кривых тепловыделения для бензинового и дизельного двигателя.

5. Нарисуйте характерный вид индикаторной диаграммы для четырехтактного и двухтактного двигателя.

6. Нарисуйте характерный вид рабочих характеристик компрессора и турбины.

7. Нарисуйте круговую диаграмму процессов для двигателя с кривошипно-камерной продувкой.

8. Нарисуйте круговую диаграмму процессов для четырехтактного двигателя.

9. Что такое коэффициент наполнения? Укажите его характерные значения для четырехтактных двигателей и двухтактных двигателей с петлевой и прямоточной продувкой.

10. Что такое механический КПД поршневого двигателя? Укажите его характерные значения. Какие три компоненты механических потерь принято выделять в теории поршневых двигателей?

11. Что такое индикаторная работа и индикаторный КПД поршневого двигателя?

Литература для самостоятельной подготовки

1. Кулешов - Развитие методов расчета и оптимизация рабочих процессов ДВС. Диссертация. 2011

2. Хмелев - Математическое и программное обеспечение системного подхода к исследованию и расчету поршневых двигателей внутреннего сгорания. 2011

3. Смуров - Методы оптимизации: Методические указания и задания к практическим занятиям и лабораторным работам. 1990

4. Разлейцев - Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. 1980

5. Нейронные сети: http://www.statsoft.ru/home/textbook/modules/stneunet.html

6. Орлин - Теория поршневых и комбинированных двигателей. 1983