王东,刘向东

同济大学 汽车学院,上海 200092

0 引言

随着对环境和能源问题的日益重视,汽车制造行业应在确保质量和安全性的前提下提高性能,尽可能缩短开发时间,节约开发成本,降低排放。传统进气道设计采用经验设计和稳流试验相结合的方法,需进行大量试验,研发周期长,成本高且较难得到理想方案。因此,在开发的初期阶段,基于计算机辅助工程(computer aided engineering,CAE)的多目标优化设计得到了普遍应用。

程莎莉[1]、张潇扬等[2]利用Fluent搭建发动机进气道模型,通过手动修改气道模型,提高了滚流比和流量系数;苏舒[3]利用SC/Tetra计算得到了CG150型发动机流量系数和涡流比,利用参数化设计方法改进发动机进气道参数,提高了进气道流通能力;刘猛等[4]基于AVL-Fire创建了LJ465Q发动机进气道模型,提出了不同的气门倒角设计,改进后流量系数增大;胡德卿[5]通过使用拉丁超立方采样、第二代非劣排序遗传算法提高了某汽油机进气道滚流比;孔小豪[6]重新设计某1.5 L发动机进气道口,优化了气道的流量系数和滚流比;方天文等[7]利用AVL-Fire分析了由Creo绘制的进气道模型,得到进气道关键几何参数,经过多轮参数匹配,得到了进气道优化方案;Qi等[8]利用Kiva和STAR-CD分别建立发动机模型,通过修改气道参数,得到了具有更高滚流比的方案;Tokuda等[9]、Sun等[10]分别利用伴随流求解器、人工神经网络和遗传算法对进气道进行仿真分析与优化;Verma等[11]利用Fluent建立了发动机气道的伴随流计算模型进行进气道分析与优化,大幅降低了压降,显著提升了滚流比和涡流比;Saw等[12]设置了气道倾角和缸盖顶角2个结构参数,利用均匀拉丁超立方采样、支持向量机以及MOGA-II算法对进气道进行优化,降低了指示燃油消耗率和排放。……