流场分析与智能建模在机油泵CAD 中的联合应用 - Ingenta Connect.PDF

第 27 卷 第 8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.27 No.8 2011 年 8 月 Transactions of the CSAE Aug. 2011 157 流场分析与智能建模在机油泵 CAD 中的联合应用 童宝宏，尹 军 （安徽工业大学机械工程学院, 马鞍山 243032 ） 摘 要：针对发动机机油泵新产品设计过程中性能预测难和试验成本高的问题，提出一种将流场数值模拟和神经网络智 能建模预测技术联合应用于机油泵产品设计过程的新方法。结合机油泵初始设计结构尺寸，建立其内部流场的 CFD （computathonal fluid dynamics ）仿真模型；通过流场数值模拟分析，获取一定量的机油泵转速、供油压力、供油温度和 供油流量数据；构建描述机油泵供油特性的 BP 神经网络模型，利用流场数值模拟结果数据作为样本训练该网络模型；最 后利用训练好的 BP 神经网络智能模型对各种工况下机油泵的供油特性进行预测分析。实例验证结果表明，采用文中方法 取得很好的仿真分析效果，可以用于在设计阶段对发动机机油泵产品的结构进行优化并调控产品的工作特性。 关键词：流场，泵，模型，智能建模，供油特性 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.08.026 中图分类号：TK414.13 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2011)-08-0157-06 童宝宏，尹 军. 流场分析与智能建模在机油泵 CAD 中的联合应用[J]. 农业工程学报，2011，27(8)：157－162. Tong Baohong, Yin Jun. Co-application of flow field analyzing and intelligent modeling on CAD of oil pump[J]. Transactions of the CSAE, 2011, 27(8): 157 －162. (in Chinese with English abstract) [13-14]分别利用 CFD 分析软件对不同形式的机油泵内部流 0 引 言 场进行了模拟分析，考察了流场内部压力和流速的分布 在发动机机油泵新产品的开发设计过程中，零部件 情况。这种方法的长处是用于对特定工况下机油泵的内 结构尺寸设计和油泵总成的性能匹配设计是至关重要的 部流场的细节特征进行考察，实现对结构尺寸的优化设 两个环节，也是现代发动机润滑系统性能优化设计的重 计。但不足之处是，该方法不能够建立用于描述机油泵 要组成部分，如何在结构设计阶段了解和调控新机油泵 整体供油特性的统一数学模型，且仿真计算工作量较大。 产品的供油特性始终是研发人员关心的重点问题。 在充分结合现有研究成果基础上，本文提出将流场 早期的研究多是通过对试验结果数据进行直接拟合 数值仿真和神经网络智能建模预测技术联合应用于机油 的方法，得到用于近似描述机油泵供油特性的数学表达 泵产品的开发设计过程。通过多工况下机油泵内部流场 式[1-5] 。但这些方法大多是针对机油泵某一特定工况或某 的 CFD 分析和神经网络智能建模预测机油泵的供油特 些局部工况来分析和评价其工作特性的[6] 。