内燃机工程

作者：王照秋,刘腾,李铁,黄帅

单位：上海交通大学 动力装置及自动化研究所,上海200240,中船动力研究院有限公司,上海200120,中船动力研究院有限公司,上海200120,上海交通大学 动力装置及自动化研究所,上海200240,上海交通大学 动力装置及自动化研究所,上海200240

关键词：船用发动机,数字孪生模型,实时预测,变步长计算,

基金：国家自然科学基金面上项目（52271325）

针对船用发动机数字孪生模型的缸内狄塞尔循环过程高实时性计算需求，提出了一种变步长显式计算的单区实时快速预测模型。模型离散化计算点，根据精度及稳定度需求分配各阶段步长，显式化模型物理方程降低计算误差，以提升计算速度。模型简化包括：压缩膨胀模型基于多变过程，改进比热比计算方式；减少燃烧分区，简化燃烧为单步化学反应，优化燃烧计算点。模型验证基于某型320 mm缸径船用中速发动机开展。结果表明，标定的峰值压力误差小于2%，预测的峰值压力误差小于3%，CA10（放热量达到总放热量10%对应的曲轴转角）与CA50（放热量达到总放热量50%对应的曲轴转角）误差均小于1.5°。模型计算耗时均在0.25 ms内，模型能够在实现准确预测的同时，满足实时性的要求。

来源：2025年第4期

《内燃机工程》期刊编辑部

查看内燃机工程杂志2025年第4期