The article touches upon the possibility of using the method of gradientless n-parametric minimization of Powell'64 in tasks of monitoring the working process of marine diesel engines. There is given an example of finding a global minimum of the Rosenbrock test function. Using the Powell'64 method, the Least-squares functionals in the synchronization and modelling tasks of compression-expansion curves in the working cylinder are minimized. The calculation results of data synchronization for low-speed two-stroke and medium-speed four-stroke marine diesel engines are shown. The synchronization problem can be solved in terms of equation P' = 0 derived for the sector from compression starting to combustion starting in the cylinder. The selection of the boundary conditions for simulation is shown. The advantage of Powell’64 method is its high efficiency for quadratic functionals. As opposed to gradient methods, the Powell'64 method does not require calculating derivatives and is universal for minimizing complex nonlinear general functionals. The original author's algorithm of data synchronization by analyzing the indicator diagrams using the Powell'64 method has been applied in the latest versions of monitoring systems of D4.0H marine diesel engine.
The calculation method for determining the volume of the compression chamber and the compression ratio in the cylinder is proposed according to the diesel’s indicator diagram. The point of the compression curve is used where rate of pressure rise is maximum. At this point, the second derivative of the pressure curve along the crank angle is zero. The equation for the second derivative of the compression curve in the polytropic form was fixed. In solving this equation the polytropic index has been reduced, which enabled to derive an expression for the volume of a cylinder at the specified point in the analytical form. As a result, from the known geometrical parameters of the cylinder and the data taken from the diesel’s indicator diagram, it is possible to determine the diesel compression ratio with engineering precision, which is especially important for modern low-speed diesel engines, such as MAN, Wartsila, the documentation of which doesn’t specify this setting.
Рассмотрена возможность применения метода безградиентной n-параметрической мини-мизации Powell'64 в задачах мониторинга рабочего процесса судовых дизелей. Приведен пример поиска глобального минимума тестовой функции Розенброка. С помощью метода Powell'64 минимизируются функционалы МНК в задачах синхронизации и моделирования кривых сжатия/расширения в рабочем цилиндре. Показаны случаи расчета синхронизации данных для малооборотных двухтактных и среднеоборотных четырехтактных судовых дизе-лей. Задача синхронизации решается на базе уравнения P' = 0, составленного для участка от начала сжатия до начала сгорания в цилиндре. Показан выбор граничных условий модели-рования. Преимуществом использования метода Powell'64 является его высокая эффектив-ность для квадратичных функционалов. В отличие от градиентных методов, метод Powell'64 не требует расчета производных и является универсальным для минимизации сложных нелинейных функционалов общего вида. Оригинальный авторский алгоритм синхронизации данных путем анализа индикаторных диаграмм, в котором используется метод Powell'64, применен в последних версиях систем мониторинга судовых дизелей D4.0H.Ключевые слова: безградиентная минимизация, функция Розенброка, рабочий процесс ди-зеля, политропа сжатия, функционал.
, где m z -показатель процесса сгорания, определяющий характер его развития; φ н -угол начала горения топлива, рад; φ z -интервал угла поворота кривошипа, на котором сгорает 99,9 % впрыснутого топлива, рад. Коэффициент отдачи тепла от газов к стенкам цилиндра можно определять по хорошо за-рекомендовавшей себя зависимости G. Hohenberg [3] Результаты моделированияПредложенная методика была опробована численным моделированием рабочего процесса дизелей MAN-B&W 6S26MC (6ДКРН 26/98) и 6ЧН 25/34-2.Двухтактный дизель 6S26MC, выпускаемый Брянским машиностроительным заводом по лицензии фирмы MAN-B&W, имеет ход поршня S p = 0,98 м, диаметр цилиндра D = 0,26 м, ко-личество цилиндров -6, эффективную мощность N e = 2 190 кВт при частоте вращения n = 250 мин -1 . На рис. 1 и 2 представлены результаты моделирования его рабочего процесса в осях p -V и T -s соответственно. Расхождение между рассчитанными и экспериментальными значе-ниями таких параметров, как максимальное давление сгорания, давления сжатия, эффективная мощность, не превысило 4 %. Дизель 6ЧН 25/34-2, который выпускался Первомайским машиностроительным заводом, -среднеоборотный, четырехтактный, нереверсивный, тронковый с газотурбинным наддувом. Ко-личество цилиндров -6, номинальная мощность -335 кВт, номинальная частота вращения -500 мин -1 , диаметр цилиндра -0,25 м, ход поршня -0,34 м. Результаты моделирования рабочего процесса двигателя 6ЧН 25/34-2 приведены на рис. 3 и 4. 58Тот факт, что в осях T -s область, соответствующая процессу сжатия, горения и расшире-ния продуктов сгорания, имеет качественное сходство для реальных и идеализированных про-цессов, позволяет предположить, что возможным является создание таких показателей качества, которые позволяют оценить отличие реального цикла от идеального и выработать рекоменда-ции по совершенствованию процесса. Âàðáàíåö Ðîìàí Àíàòîëüåâè÷ -Óêðàèíà, 65029, Îäåññà; Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé ìîðñêîé óíèâåðñèòåò; ä-ð òåõí. íàóê, ïðîôåññîð; çàâ. êàôåäðîé ñóäîâûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ óñòàíîâîê è òåõíè÷åñêîé ýêñïëóàòàöèè; roman.varbanets@gmail.com.Àëåêñàíäðîâñêàÿ Íàäåaeäà Èãîðåâíà -Óêðàèíà, 65029, Îäåññà; Îäåññêèé íàöèî-íàëüíûé ìîðñêîé óíèâåðñèòåò; êàíä. òåõí. íàóê, äîöåíò; äîöåíò êàôåäðû ñóäîðåìîíòà; a.nadegda@gmail.com. А. V. Yeryganov, R. A. Varbanets, N. I. Alexandrovskaya ENTROPY CALCULATION OF THE BODY IN THE CYLINDER DIESELAbstract. When using the method of numerical modeling for working processes in diesel engines, parameters are described by three equations: the first law of thermodynamics, mass balance and Clapeyron equation. They are combined in a system of differential equations and solved together at each step of the modeling. If the angular velocity ω of crankshaft is the same, it's convenient to take a crankshaft angle φ as the argument. If the system is solved with reference to pressure р, temperature T ц and mass G it's also possible to determine entropy s of working medium. In order to achieve acceptable accuracy of modeling the isochoric heat capacity c v cannot be considered as constant value as it results big calcu...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.