Визначення густини теплових стаціонарних потоків на поверхнях гільзи циліндра двз методом оптимальної фільтрації калмана
Ключові слова:
гільза циліндра ДВЗ, густина теплового потоку, фільтр Калмана, вірогідність, точністьАнотація
Постановка проблеми. Для дослідження теплонапруженості й термічної утоми двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) визначальним є знання й аналіз локальних температур і теплових потоків в основних деталях, що утворюють камеру згоряння. Теоретично завдання полягає в розв'язку рівняння теплопровідності при заданих особливостях перебігу теплових процесів на межі тіл. При цьому виникає проблема точності розв'язання, тому що вона залежить від точності завдання реальних граничних умов, які можна одержати тільки за допомогою фізичного експерименту й відповідного метрологічного забезпечення. На відміну від температури, тепловий потік не можна виміряти безпосередньо, тому його визначають за різницею температур (градієнтний метод) або за зміною в часі ентальпії (калориметричний метод). Найпоширеніше визначення густини потоків за допомогою так званих датчиків теплового потоку, коли виміряні температури використовуються для розв'язання зворотної задачі теплопровідності для обраного теплометричного елемента. У цьому випадку, крім вимоги одновимірності розподілу температур, лінійності й мінімального спотворення температурних полів теплової системи, виникають значні труднощі обчислення похідної від вимірюваної температури. До перспективних можна віднести методи досліджень, які прийнято називати кібернетичною діагностикою або ідентифікацією систем. Суть їх полягає в тому, що порівняються спотворена (зашумлена) інформація про об'єкт із його математичною моделлю й потім визначаються його стан, параметри або вхідні впливи шляхом мінімізації квадратичної функції відхилу. У статті дається визначення густини теплових стаціонарних потоків на поверхнях гільзи циліндра ДВЗ методом оптимальної фільтрації Калмана, а також оцінка їх вірогідності й точності. Показано можливість застосування фільтрації Калмана в експериментальних дослідженнях у ДВЗ.
Мета статті - визначення густини стаціонарних теплових потоків на поверхнях гільзи циліндра ДВЗ методом оптимальної фільтрації Калмана, а також оцінювання їх вірогідності й точності.
Висновки. Показано можливість визначення густини стаціонарних теплових потоків методом оптимальної фільтрації Калмана для розробленої моделі теплопередачі через гільзу циліндра ДВЗ. Результати математичного моделювання показали постійну стійкість і збіжність ідентифікації з остаточними найбільшими відносними похибками оцінок максимальної густини теплового потоку й коефіцієнта апроксимації такими, що не перевищують 5 %.
Посилання
Chainov N.D., Ivachenko N.A., Krasnokytskyi A.N. and Miagkov L.L. Konstruirovanie dvigatelei vnytrennego sgoraniya [Construction of combustion engines]. Moskva: Mashinostpoenie, 2008, 496 p. (in Russian).
Marchenko A.P., Riazantsev M.K. and Chexovtsev A.F. Dvyguny vnutrishnogo zgorannia. T. I. Rozrobka konstruktsii forsovannyx dvyguniv nazemnyx transportnyx mashyn [Internal combustion engines. Volume 1: Devel- opment of constuction of uprated engine of land]. Kharkov, Prapor, 2004, 384 p. (in Ukrainian).
Bek Dzh., Blakiem B. and Sent-Kler Ch.Ml. Nekorrektnye obratnye zadachi teploprovodnosti [Incorrect inverse heat conduction problems]. Moskva: Mir, 1989, 312 p. (in Russian).
Temkin A.G. Obratnye metody teploprovodnosti [Inverse methods of thermal conductivity]. Moskva: Energiya, 1973, 464 p. (in Russian).
Medich Dzh. Statisticheski optimalnye lineinye otsenki i upravlenie [Statistically optimal linear estimation and man- agement]. Moskva: Energiya, 1973, 440 p. (in Russian).
Simbirskij D.F. Temperaturnaya diagnostika dvigatelei [Thermal engine diagnostics]. Kiev: Texnika, 1976, 208 p. (in Russian).
Uspenskaya L.N. and Zarenbin V.G. Otsenka granichnykh uslovij teploobmena cherez porshnevoe koltso DVS [Assessment of the boundary conditions of heat transfer through the piston ring DVS]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnyctva ta arhitektury [Bulletin of Pridneprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnepropetrovsk, 1998, no. 7, pp. 45-48. (in Russian).
Koshlyakov N.S., Gliner E.B. and Smirnov M.M. Upavneniya v chasnykh proizvodnykh matematicheskoj fiziki [Par- tial differential equations of mathematical physics]. Moskva: Vysshaya shola, 1970, 710 p. (in Russian).
Motovilovets I.A. Teploprovodnost’ plastin i tel vrashcheniya [The thermal conductivity of the plates and the ob- jacts rotation]. Kiev: Naukova dumka, 1969, 143 p. (in Russian).
Zarenbin V.G. and Volchok L.M. Rozrakhunky i vybir rattsionalnykh rezhymiv obkatky dvyguniv pid chas kapitalnogo remontu [Calculations and selection of rational modes of engines running-in at overhaul]. Dnipropetrovsk: IMA-pres, 2007, 72 p. (in Ukrainian).
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство роботи та передають журналу право першої публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право самостійно укладати додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження наукової роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу передбачає можливість розміщення авторами рукопису в мережі Інтернет (наприклад, у електронних сховищах інформації або на веб-сайтах), оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Договір про передачу авторського права
