(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210608990.1 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 黄开胜　刘锐　谯渊　袁宏　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 廉世坤 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种模拟二冲程发动机残余废气的仿真分 析方法和装置 (57)摘要 本发明公开了一种模拟二冲程发动机残余 废气的仿真分析方法和装置， 其中， 该方法包括： 获取发动机的尺寸参数并根据尺寸参数构建发 动机实体模 型， 对发动机实体模 型进行网格划分 输出网格模 型文件； 根据发动机的条件和控制参 数搭建发动机一维性能模拟模型， 通过发动机一 维性能模拟模型解算得到发动机实体模型所需 的边界条件； 读取网格模型文件， 对边界条件进 行数值模拟的初始化条件设置并进行数值模拟 计算， 对数值模拟计算的结果进行分析， 得到发 动机缸内的模拟结果图像数据； 基于模拟结果图 像数据进行多次数值模拟计算， 得到发动机缸内 的废气残 余变化值。 本发明在二冲程发动机换气 结构设计的过程中进行简化， 减少了设计发动机 机体的制造时间及成本 。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115034053 A 2022.09.09 CN 115034053 A 1.一种模拟二冲程发动机残余废气的仿真 分析方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取发动机的尺寸参数并根据 所述尺寸参数构建发动机实体模型， 对所述发动机实体 模型进行网格划分输出网格模型文件； 根据所述发动机的条件和控制参数搭建发动机一维性能模拟模型， 通过所述发动机一 维性能模拟模型解 算得到所述网格模型 所需的边界条件； 读取所述网格模型文件， 对所述边界条件进行数值模拟的初始化条件设置并进行数值 模拟计算， 对所述数值模拟计算的结果进行分析， 得到发动机缸内的模拟结果图像数据； 基于所述模拟结果图像数据进行多次所述数值模拟计算， 得到所述发动机缸内的废气 残余变化 值。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述尺寸参数包括： 发动机的缸径尺寸、 扫 气道尺寸和位置、 排气道尺寸和位置、 活塞尺寸和位置、 扫气口尺寸和排气口尺寸中的多 种。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述条件和控制参数包括： 进气道以及排 气道的尺寸和布置方式、 压缩比、 点火提前角和空燃比中的多种。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 在读取 所述网格模型文件之后， 还 包括： 设置所述发动机实体模型的数学模型、 动网格模型和网格交互面； 其中， 所述数学模型 包括能量传递模型、 湍流模型和组分运输模型； 所述网格交互面， 包括活塞与排气道的交互 面和活塞与扫气道的交 互面。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述边界条件， 包括： 扫气口压力和排气口 压力。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述数值模拟的初始化条件设置， 包括： 划 分扫气道、 燃烧室、 排气管的压力、 温度和初始成分质量分数。 7.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 在所述进行多次所述数值模拟计算之后， 还包括： 对所述发动机的扫气道的位置和尺寸、 燃烧室的形状、 排气道的位置和尺寸进行参数 调整； 以及， 对所述动网格模型和所述 边界条件的扫气口压力进行参数调整。 8.一种模拟二冲程发动机残余废气的仿真 分析装置， 其特 征在于， 包括： 模型划分模块， 用于获取发动机的尺寸参数并根据所述尺寸参数构建发动机实体模 型， 对所述发动机实体模型进行网格划分输出网格模型文件； 条件解算模块， 用于根据所述发动机的条件和控制参数搭建发动机一维性能模拟模 型， 通过所述发动机一维性能模拟模型解 算得到所述发动机实体模型 所需的边界条件； 数据分析模块， 用于读取所述网格模型文件， 对所述边界条件进行数值模拟的初始化 条件设置并进行数值模拟计算， 对所述数值模拟计算的结果进行分析， 得到发动机缸内的 模拟结果图像数据； 计算输出模块， 用于基于所述模拟结果图像数据进行多次所述数值模拟计算， 得到所 述发动机缸内的废气残余变化 值。 9.根据权利要求7 所述的装置， 其特 征在于， 在所述数据分析模块之后， 还 包括： 模型设置模块， 用于设置所述发动机实体模型的数学模型、 动网格模型和网格交互面；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115034053 A 2其中， 所述数 学模型包括能量传递模型、 湍流模型和组分运输模型； 所述网格交 互面， 包括活塞与排气道的交 互面和活塞与扫气道的交 互面。 10.根据权利要求8所述的装置， 其特 征在于， 所述计算输出模块， 包括： 第一参数调 整模块， 用于对所述发动机的扫气道的位置和尺寸、 燃烧室的形状、 排气道 的位置和尺寸进行参数调整； 以及， 第二参数调 整模块， 用于对所述动网格模型和所述边界条件的扫气口压力进行参数调 整。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115034053 A 3