[发明专利]一种发动机水套放热量仿真预测方法、系统

权利要求书

1.一种发动机水套放热量仿真预测方法，其特征在于，包括：

基于发动机水温、进气歧管温度以及预设的燃烧参数，获取排气流量边界、缸内温度分布边界和气体与缸体缸盖的对流换热系数；

获取水套各进出口冷却液流量；

基于所述排气流量边界、缸内温度分布边界、气体与缸体缸盖的对流换热系数以及水套各进出口冷却液流量，预测发动机水套放热量。

2.根据权利要求1所述的发动机水套放热量仿真预测方法，其特征在于，基于发动机水温、进气歧管温度以及预设的燃烧参数，获取排气流量边界、缸内气体温度分布边界和气体与缸体缸盖的对流换热系数，包括：

进行热力学性能仿真的迭代过程和燃烧系统仿真的迭代过程，直到热力学性能仿真与燃烧系统仿真的IMEP和ISFC均收敛；基于收敛后的热力学性能仿真的输出以及燃烧系统仿真的输出，获取排气流量边界、缸内温度分布边界和气体与缸体缸盖的对流换热系数；

其中，所述热力学性能仿真的每次迭代过程包括：基于发动机水温、进气歧管温度以及燃烧参数进行热力学性能仿真，输出瞬态进气流量和压力边界；在首次迭代过程中，所述燃烧参数为预设的燃烧参数；在非首次迭代过程中，所述燃烧参数为燃烧系统仿真输出的燃烧参数；

所述燃烧系统仿真的每次迭代过程包括：基于所述热力学性能仿真输出的瞬态进气流量和压力边界进行燃烧系统仿真，输出燃烧参数。

3.根据权利要求2所述的发动机水套放热量仿真预测方法，其特征在于，所述获取水套各进出口冷却液流量，包括：

进行冷却系统仿真，获取水套各进出口冷却液流量。

4.根据权利要求3所述的发动机水套放热量仿真预测方法，其特征在于，所述基于所述排气流量边界、缸内温度分布边界、气体与缸体缸盖的对流换热系数以及水套各进出口冷却液流量，预测发动机水套放热量，包括：

进行水套CFD仿真的迭代过程和缸体缸盖温度场仿真的迭代过程，直到输入水套CFD仿真的缸体缸盖温度分布边界收敛；基于收敛后的水套CFD仿真的输出，获取水套CFD仿真的固体表面换热功率统计结果，即为发动机水套放热量结果；

其中，所述水套CFD仿真的每次迭代过程包括：基于所述水套各进出口冷却液流量以及缸体缸盖温度分布边界进行水套CFD仿真，输出冷却液温度分布及冷却液与缸体缸盖的对流换热系数；在首次迭代过程中，所述缸体缸盖温度分布边界为预设的缸体缸盖温度分布边界；在非首次迭代过程中，所述缸体缸盖温度分布边界为缸体缸盖温度场仿真输出的缸体缸盖温度分布边界；

所述缸体缸盖温度场仿真的每次迭代过程包括：基于所述排气流量边界、缸内温度分布边界、气体与缸体缸盖的对流换热系数、冷却液温度分布以及冷却液与缸体缸盖的对流换热系数进行缸体缸盖温度场仿真，输出缸体缸盖温度分布边界。

5.根据权利要求4所述的发动机水套放热量仿真预测方法，其特征在于，所述输入水套CFD仿真的缸体缸盖温度分布边界收敛，包括：

将当前迭代过程中输入水套CFD的仿真缸体缸盖温度分布相比于上次输入水套CFD的仿真缸体缸盖温度分布的增长率或下降率与预设的第一阈值比较，若小于或等于预设的第一阈值，则所述缸体缸盖温度分布边界收敛。

6.根据权利要求2-5任一项所述的发动机水套放热量仿真预测方法，其特征在于，所述热力学性能仿真与燃烧系统仿真的IMEP和ISFC均收敛，包括：

将当前迭代过程中燃烧系统仿真的IMEP相比于热力学性能仿真的IMEP和当前迭代过程中燃烧系统仿真的ISFC相比于热力学性能仿真的ISFC的增长率或下降率分别与预设的第二阈值比较，若都小于或等于预设的第二阈值，所述热力学性能仿真与燃烧系统仿真的IMEP和ISFC均收敛。

7.一种发动机水套放热量仿真预测系统，其特征在于，所述系统包括：

仿真模块：用于基于发动机水温、进气歧管温度以及预设的燃烧参数，获取排气流量边界、缸内温度分布边界和气体与缸体缸盖的对流换热系数；获取水套各进出口冷却液流量；基于所述排气流量边界、缸内温度分布边界、气体与缸体缸盖的对流换热系数以及水套各进出口冷却液流量，预测发动机水套放热量。