- 自由活塞内燃发电系统仿真与试验技术(精)
- - 作者：冯慧华//贾博儒//吴礼民|责编:钟博
  - 出版社：北京理工大学
  - ISBN：9787576329766
  - 出版日期：2023/10/01
  - 页数：286
- 售价：36.8

内容大纲
本书详细介绍了在开展FPEG系统设计与物理样机实现过程中所涉及的仿真方法与试验测试技术，围绕FPEG样机性能开发目标，详细且系统地展示了样机开发过程中所涉及的主要仿真优化与试验测试工作。全书共7章，主要内容分为3个部分。第一部分（第1～3章）介绍了FPEG系统工作过程，缸内工作过程以及缸内、缸外传热过程的建模与仿真，结合零维、三维仿真手段预测样机工作过程，缸内进气、燃烧等气体流动过程，以及关键受热部件的传热过程等。第二部分（第4～6章）以性能为样机开发目标，结合仿真与试验测试手段，介绍了样机控制系统开发、电能转换与储存系统开发以及相关辅助系统开发流程。本书在最后一部分（第7章）介绍了FPEG物理样机一体化测控平台的设计与开发，包括测试物理环境集成、样机装配调试、技术状态调试以及相关试验测试方法与流程。
本书内容融合理论与实践应用，既可供动力工程及工程热物理、机械工程等学科和相关专业的本科生和研究生学习，也可供内燃机、混合动力、复杂机电系统设计等领域的相关技术和管理人员参考借鉴。
作者介绍
冯慧华，工学博士，北京理工大学机械与车辆学院长聘教授，博导，北京市教学名师。中国内燃机学会常务理事兼副秘书长、中国内燃机学会设计与智能制造分会主任委员，中国汽车工程学会振动噪声分会委员，中国高等教育学会工程教育专委会理事，中国工程教育专业认证协会能源动力类专业认证委员会副秘书长。主要从事车用内燃发电动力技术、车辆与动力系统NVH技术领域研究，牵头某局车用动力“十四五”规划论证，承担某委陆上先进动力重大专项、某局车用动力基础产品创新计划重大项目等项目20余项，获国防科技进步二等奖、三等奖各1项，发表SCI/EI论文近100篇，出版专著、教材3部，授权发明专利40余项。主讲“内燃机设计”“Mechanical Vibration”等本研课程，主持教育部新工科项目等省部级以上教改项目3项，牵头获国家级教学成果二等奖1项、北京市教学成果一等奖2项，所讲课程获评国家级一流课程们。
目录
第1章  系统运行特性建模与仿真
  1.1  零维仿真模型搭建
    1.1.1  动力学模型
    1.1.2  电机力模型
    1.1.3  缸内热力学模型
    1.1.4  气缸内各阶段热力学过程分析
    1.1.5  Simulink仿真模型
  1.2  FPEG起动策略以及起动过程仿真分析
    1.2.1  FPEG起动策略研究
    1.2.2  对置单缸双活塞发电机系统双直线电机同步起动过程数值仿真
    1.2.3  对置单缸双活塞发电机系统单直线电机同步起动过程数值仿真
    1.2.4  对置单缸双活塞发电机系统高压气源起动过程数值仿真
  1.3  工况及缸内工作过程参数变化对FPEG活塞动子组件动力学特性的影响仿真分析
    1.3.1  不同工况对FPEG活塞动子组件动力学特性影响的研究
    1.3.2  不同参数对FPEG活塞动子组件动力学特性影响的研究
    1.3.3  喷油量对FPEG活塞动子组件动力学特性的影响研究
    1.3.4  点火时刻对FPEG活塞动子组件动力学特性的影响研究
  1.4  活塞动子组件质量、压缩比等对FPEG动力学特性的影响仿真分析
    1.4.1  活塞动子组件质量
    1.4.2  泄漏面积
    1.4.3  电机力系数
  参考文献
第2章  缸内工作过程建模与仿真
  2.1  FPEG活塞动子运动规律坐标系转换技术研究
    2.1.1  简化等效方法概述
    2.1.2  等效曲轴转角法
    2.1.3  等效连杆法
    2.1.4  等效转速法
  2.2  FPEG换气过程建模及仿真模拟
    2.2.1  FPEG换气过程湍流模型
    2.2.2  FPEG换气过程仿真模型构建
    2.2.3  FPEG换气过程仿真结果
  2.3  FPEG燃烧过程建模及仿真模拟
    2.3.1  FPEG自由活塞内燃机燃烧过程理论模型
    2.3.2  三维流场仿真条件及结果分析
  2.4  典型换气方式对换气及燃烧过程的影响
    2.4.1  回流扫气换气方式对换气及燃烧过程的影响
    2.4.2  直流扫气换气方式对换气及燃烧过程的影响
  参考文献
第3章  缸内、缸外传热过程仿真分析
  3.1  FPEG缸内-机外传热过程理论建模与仿真
    3.1.1  活塞的温度场分析
    3.1.2  连杆温度场分析
    3.1.3  动子温度场分析
    3.1.4  直线电机的温度场理论建模技术研究
  3.2  FPEG缸内-活塞-连杆动子传热过程的理论建模与仿真
    3.2.1  FPEG多学科耦合瞬态传热模型
    3.2.2  FPEG结构传热有限元数值计算模型
    3.2.3  整体结构建模及网格划分
    3.2.4  FPEG结构传热特性分析

  3.3  内燃机-直线电机热平衡关系的建模与仿真
    3.3.1  FPEG内燃机传热特性建模与分析
    3.3.2  FPEG直线电机传热特性建模与分析
  3.4  FPEG活塞动子/永磁体动子间热传递隔离
  参考文献
第4章  控制系统开发
  4.1  FPEG系统控制器开发
    4.1.1  基于系统稳定失稳判断的上层控制策略
    4.1.2  基于稳态压缩能量传递的控制策略
    4.1.3  基于直线电机的变负载控制策略的开发
  4.2  .FPEG系统双直线电机驱动/控制器设计开发
    4.2.1  驱动器硬件设计
    4.2.2  驱动控制软件开发
    4.2.3  驱动器技术参数以及对外接口
  4.3  FPEG控制系统功能与关键性能指标验证软/硬件平台设计技术研究与物理实现
    4.3.1  原型初步设计阶段
    4.3.2  设计迭代修正阶段
    4.3.3  FPEG系统ECU硬件平台搭建设计
    4.3.4  控制输出单元设计
    4.3.5  FPEG系统ECU软件设计
  参考文献
第5章  电能转换与储存系统开发
  5.1  电气储能系统电能处理技术控制系统的硬件设计
  5.2  电能处理技术的上层控制策略开环执行校验
  5.3  仿真模型的校验
  参考文献
第6章  辅助系统开发
  6.1  FPEG进、排气相关结构设计
    6.1.1  扫气口
    6.1.2  排气口
    6.1.3  进、排气套
    6.1.4  进气管
    6.1.5  排气管
    6.1.6  增压/稳压/调压系统
    6.1.7  FPEG燃油供给子系统选型及详细设计
  6.2  FPEG润滑子系统选型及详细设计
    6.2.1  润滑子系统的定义
    6.2.2  润滑子系统的目标
    6.2.3  关键参数对标
    6.2.4  润滑子系统总成设计
  6.3  FPEG冷却子系统选型及详细设计
    6.3.1  FPEG冷却水套流动传热计算
    6.3.2  FPEG冷却子系统建模仿真
    6.3.3  FPEG冷却子系统及相关结构的详细设计
  参考文献
第7章  物理样机一体化测控平台设计开发
  7.1  FPEG样机测试物理环境集成
    7.1.1  高功率、多类型热力循环模式FPEG样机
    7.1.2  FPEG样机测试物理环境组成及技术研究
  7.2  FPEG技术验证样机装配调试及集成测试环境

    7.2.1  FPEG技术验证样机结构
    7.2.2  FPEG技术验证样机整体系统
    7.2.3  FPEG技术验证样机整体运行测试技术方案
  7.3  FPEG技术验证样机的技术状态调试
    7.3.1  FPEG技术验证样机起动过程状态调试
    7.3.2  FPEG技术验证样机点火运行过程状态调试
    7.3.3  针对喷油系统、点火系统的调试研究
    7.3.4  针对供气系统的调试研究
    7.3.5  针对直线电机系统的调试研究
  7.4  关键性能参数对FPEG技术验证样机稳定运行特性及性能指标的影响规律分析
    7.4.1  基本运行特性分析
    7.4.2  系统运行稳定性分析以及维稳运行机理探讨
    7.4.3  系统运行同步误差分析
  参考文献

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