基于CFD的示功图通道效应修正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CFD的示功图通道效应修正方法，示功图通过示功图测试装置得出，在示功图测试装置与待测试缸体之间设置有传压通道，该方法包括以下步骤：S1：构建传压通道的三维几何模型；S2：通过仿真获得缸体的无通道效应的理想缸压曲线px‑ideal(t)；S3：根据无通道效应的理想缸压曲线px‑ideal(t)，基于CFD原理获得缸体的有通道效应的缸压曲线py‑ideal(t)；S4：根据所述无通道效应的理想缸压曲线px‑ideal(t)和所述有通道效应的缸压曲线py‑ideal(t)获得传压通道传递函数H(jω)；S5：示功图测试装置实时测试缸体的真实缸压曲线py‑channel(t)，根据传压通道传递函数H(jω)和缸体的真实缸压曲线py‑channel(t)获得修正后的缸压曲线px‑correct(t)。本发明专利技术能得到精准的传递函数，对于有通道效应的缸压曲线修正效果良好。

Correction Method of Channel Effect of Dynamometer Diagram Based on CFD

The invention discloses a CFD-based correction method for channel effect of dynamometer diagrams. The dynamometer diagrams are obtained by the dynamometer test device, and a pressure transfer channel is set between the dynamometer test device and the cylinder body to be tested. The method comprises the following steps: S1: constructing a three-dimensional geometric model of the pressure transfer channel; S2: obtaining the ideal cylinder pressure curve px_ideal (t) of the cylinder block without channel effect through simulation. S3: According to the ideal cylinder pressure curve without channel effect, py ideal (t) of the cylinder block with channel effect is obtained based on CFD principle; S4: According to the ideal cylinder pressure curve without channel effect, PX ideal (t) and py ideal (t) of the cylinder pressure curve with channel effect, the pressure transfer function H (j) of the pressure transfer channel is obtained; S5: dynamometer chart testing device can test the real-time cylinder block. According to the transfer function H (j) of the pressure transfer channel and the real cylinder pressure curve py channel (t) of the cylinder block, the revised cylinder pressure curve PX correct (t) is obtained. The invention can obtain accurate transfer function and has good correction effect for the cylinder pressure curve with channel effect.

【技术实现步骤摘要】
基于CFD的示功图通道效应修正方法
本专利技术涉及示功图数据处理
，且更具体地涉及一种基于CFD的示功图通道效应修正方法。
技术介绍
示功图既是研究和判断内燃机工作状态、基本性能参数计算及放热规律分析的重要依据和不可缺少的资料，也是燃烧过程数字模型精度程度的评价标准。准确提取示功图，有效除去示功图中的各种误差，是获得准确信息的根本保证。但由于现代内燃机结构日益紧凑，很难将缸压传感器安装在与燃烧室齐平的位置，同时为避免传感器受到热冲击，往往不得不在缸压传感器与燃烧室之间加入一段连接通道。该连接通道的采用会对示功图的测试结果产生影响，测试的缸压信号会出现震荡、畸变等，因此如何有效去除示功图中的通道效应误差，准确提取缸压信号，是本领域亟需解决的问题。现有技术中，为去除示功图中的通道效应误差，通常采用光顺法、幅频曲线修正法和传递函数修正法。光顺法是示功图数据处理中比较常用的纯数学方法，它从时域上对信号进行处理。它以最小二乘法为原则对数据信号进行点对点的多项式拟合。该类方法基本都是局限于曲线的光滑处理，并不能有针对性的处理通道效应对缸压信号的影响。幅频曲线修正法的本质都是设法将测得的缸压曲线幅度谱上的突起消掉，从而获得无通道效应的幅度谱。该方法对修正通道效应有一定作用，但该方法没有考虑相位失真，因此适用于通道较短的情况，但对于通道较长或通道结构比较复杂的情况，相位失真的情况比较严重，该方法就很难达到满意的效果。另外，该方法只能进行数据后处理，只有对测得的缸压曲线(有通道效应的缸压曲线)的幅度谱进行分析后才能确定修正的参数，因此无法进行实时修正。传递函数修正法是通过建立传压通道的传递函数，进而得到修正后的示功图。然而现有技术通常是将传压通道的传递函数简化为一个二阶系统进行修正，因此对于一些复杂的传压通道，其修正效果不理想。因此，需要一种基于CFD的示功图通道效应修正方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了至少部分地解决上述问题，本专利技术提供了一种基于CFD的示功图通道效应修正方法，所述示功图通过示功图测试装置得出，在所述示功图测试装置与待测试缸体之间设置有传压通道，所述示功图通道效应修正方法包括以下步骤：S1：构建所述传压通道的三维几何模型；S2：通过仿真获得所述缸体的无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)；S3：根据所述无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)，基于CFD原理获得所述缸体的有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)；S4：根据所述无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)和所述有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)获得传压通道传递函数H(jω)；S5：所述示功图测试装置实时测试所述缸体的真实缸压曲线py-channel(t)，根据所述传压通道传递函数H(jω)和所述缸体的真实缸压曲线py-channel(t)获得修正后的缸压曲线px-correct(t)。根据本专利技术的基于CFD的示功图通道效应修正方法，首先构建所述传压通道的三维几何模型；并通过仿真获得所述缸体的无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)；然后基于CFD原理获得所述缸体的有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)，进一步精准地得出所述传压通道传递函数H(jω)，最后在实时测量出所述缸体的真实缸压曲线py-channel(t)时，即可根据所述传压通道传递函数H(jω)和所述缸体的真实缸压曲线py-channel(t)实时获得修正后的缸压曲线px-correct(t)。本专利技术通过得到精准的传递函数实现了实时地对有通道效应的缸压曲线进行良好地修正。优选地，所述S3包括：S31：利用CFD软件对所述传压通道的三维几何模型进行网格划分和定义边界条件；S32：所述无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)作为所述传压通道入口的压力输入，所述CFD软件计算后获得所述有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)，所述有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)为所述传压通道出口的压力曲线。由此，利用CFD软件精准得出所述有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)。优选地，所述S4包括：S41：根据傅里叶变换分别得出所述无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)的频域特征函数Px-ideal(jω)，和所述有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)的频域特征函数Py-ideal(jω)；S42：根据公式(1)：得出所述传压通道传递函数H(jω)；其中，所述传压通道传递函数H(jω)的幅频特性|H(jω)|根据公式(2)：得出，在公式(2)中，|Py-ideal(jω)|为所述频域特征函数Py-ideal(jω)的幅频特性，|Px-ideal(jω)|为所述频域特征函数Px-ideal(jω)的幅频特性；所述传压通道传递函数H(jω)的相频特性∠H(jω)根据公式(3)：∠H(jω)＝∠Py-ideal(jω)-∠Px-ideal(jω)得出，在公式(3)中，∠Py-ideal(jω)为所述频域特征函数Py-ideal(jω)的相频特性，∠Px-ideal(jω)为所述频域特征函数Px-ideal(jω)的相频特性。由此，利用傅里叶变换，精准获得所述传压通道传递函数H(jω)，以及所述传压通道传递函数H(jω)的幅频特性|H(jω)|和相频特性∠H(jω)。优选地，所述S5包括：S51：根据傅里叶变换得出所述缸体的真实缸压曲线py-channel(t)的频域特征函数Py-channel(jω)；S52：根据公式(4)和公式(5)：得出所述修正后的缸压曲线px-correct(t)，其中，公式(5)为公式(4)的傅里叶逆变换形式，px-correct(jω)为所述修正后的缸压曲线px-correct(t)的频域特征函数。由此，利用傅里叶变换和傅里叶逆变换，实时获得所述修正后的缸压曲线px-correct(t)。优选地，所述S2中采用GTpower仿真软件。优选地，所述CFD软件为AVLFire软件。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的装置及原理。在附图中，图1为根据本专利技术的基于CFD的示功图通道效应修正方法的优选实施方式的流程图；图2为应用根据本专利技术的基于CFD的示功图通道效应修正方法的一种发动机的传压通道截面示意图；图3为图2的发动机的传压通道的传递函数幅度谱；图4为图2的发动机的传压通道的传递函数相位谱；图5为图2的发动机的p-α示功图，横坐标crankangle表示曲轴转角α，纵坐标pressure表示缸体内气体压力p。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CFD的示功图通道效应修正方法，所述示功图通过示功图测试装置得出，在所述示功图测试装置与待测试缸体之间设置有传压通道，其特征在于，所述示功图通道效应修正方法包括以下步骤：S1：构建所述传压通道的三维几何模型；S2：通过仿真获得所述缸体的无通道效应的理想缸压曲线px‑ideal(t)；S3：根据所述无通道效应的理想缸压曲线px‑ideal(t)，基于CFD原理获得所述缸体的有通道效应的缸压曲线py‑ideal(t)；S4：根据所述无通道效应的理想缸压曲线px‑ideal(t)和所述有通道效应的缸压曲线py‑ideal(t)获得传压通道传递函数H(jω)；S5：所述示功图测试装置实时测试所述缸体的真实缸压曲线py‑channel(t)，根据所述传压通道传递函数H(jω)和所述缸体的真实缸压曲线py‑channel(t)获得修正后的缸压曲线px‑correct(t)。

【技术特征摘要】
1.一种基于CFD的示功图通道效应修正方法，所述示功图通过示功图测试装置得出，在所述示功图测试装置与待测试缸体之间设置有传压通道，其特征在于，所述示功图通道效应修正方法包括以下步骤：S1：构建所述传压通道的三维几何模型；S2：通过仿真获得所述缸体的无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)；S3：根据所述无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)，基于CFD原理获得所述缸体的有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)；S4：根据所述无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)和所述有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)获得传压通道传递函数H(jω)；S5：所述示功图测试装置实时测试所述缸体的真实缸压曲线py-channel(t)，根据所述传压通道传递函数H(jω)和所述缸体的真实缸压曲线py-channel(t)获得修正后的缸压曲线px-correct(t)。2.根据权利要求1所述的示功图通道效应修正方法，其特征在于，所述S3包括：S31：利用CFD软件对所述传压通道的三维几何模型进行网格划分和定义边界条件；S32：所述无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)作为所述传压通道入口的压力输入，所述CFD软件计算后获得所述有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)，所述有通道效应的缸压曲线py-ideal(t)为所述传压通道出口的压力曲线。3.根据权利要求1所述的示功图通道效应修正方法，其特征在于，所述S4包括：S41：根据傅里叶变换分别得出所述无通道效应的理想缸压曲线px-ideal(t)的频域特征函数Px-ide...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧，张函桥，苗玉松，陶文辉，安威威，张茂胜，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31