1. 本选题研究的目的及意义
微小型汪克尔发动机作为一种新型动力装置,具有结构紧凑、功率重量比高、运转平稳等突出优势,在无人机、小型发电机、便携式设备等领域展现出巨大应用潜力。
然而,微型化带来的加工精度要求提高、热损失加剧、密封难度增大等挑战也限制了其发展。
本课题以推动微小型汪克尔发动机动力系统实际应用为目标,开展结构设计、性能分析及系统匹配研究,具有重要的学术价值和应用前景。
2. 本选题国内外研究状况综述
汪克尔发动机自上世纪60年代问世以来,以其独特的结构优势吸引了众多研究者的关注。
近年来,随着微加工技术和材料科学的进步,微小型汪克尔发动机成为研究热点,并在无人机、微型机器人等领域展现出应用潜力。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题研究的主要内容包括以下几个方面:1.微小型汪克尔发动机总体方案设计:根据应用需求确定发动机技术指标,完成主要结构参数设计和材料选择,并建立三维模型进行装配和干涉检查。
2.气动热力学循环分析:建立发动机循环过程的热力学模型,模拟燃烧过程,计算不同工况下的发动机输出功率、扭矩、燃油消耗率等性能参数,并分析各因素对发动机性能的影响规律。
3.结构强度与模态分析:建立发动机关键部件的有限元模型,进行静力学分析和模态分析,校核其强度和刚度,预测其固有频率和振型,为结构优化设计提供参考。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法,具体步骤如下:1.文献调研阶段:查阅国内外相关文献,了解微小型汪克尔发动机的研究现状、发展趋势和关键技术,为本研究提供理论基础和技术参考。
2.方案设计阶段:根据应用需求,确定微小型汪克尔发动机的设计目标和技术指标,进行总体方案设计,并利用CAD软件建立三维模型,进行运动仿真和干涉检查。
3.理论分析阶段:建立发动机气动热力学模型,推导相关数学公式,分析不同工况下的发动机性能,并利用数值计算方法求解。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:1.针对微小型汪克尔发动机热损失大的问题,提出一种基于热障涂层和高效冷却结构的热管理方案,以提高发动机热效率。
2.针对微小型汪克尔发动机加工精度要求高的问题,探索利用精密加工技术和特种加工工艺来制造关键零部件,以提高发动机性能和可靠性。
3.针对微小型汪克尔发动机动力系统匹配问题,开发一种基于模型预测控制的控制策略,以提高系统效率和稳定性。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 王健, 舒歌群, 谢辉. 小型无人机动力系统技术研究综述[J]. 航空发动机, 2020, 46(4): 1-8.
[2] 张宏, 王延荣, 李博, 等. 基于AMESim的微型航空发动机动力系统仿真[J]. 计算机仿真, 2019, 36(8): 76-80.
[3] 刘海涛, 陈金伟, 孙振业. 微型飞行器用旋转活塞发动机的研究现状与发展[J]. 小型内燃机与摩托车, 2019, 48(3): 66-71.
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