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图1发动机GT-Power仿真计算模型示意图图2缸内压力对比速工况下进行仿真计算与实验，得到该机在不同转速下的气缸压力、功率、油耗，并与实验值进行对比。
由图2~图4可知，满负荷下的缸内压力、功率、燃油消耗率仿真数据曲线和实际试验数据曲线吻合很好，且仿真值与计算值的趋势相同。
在800r/min转速下的功率实验值与仿真值相差最大，600r/min转速下油耗实验值与仿真值相差最大。
因为该模型的进排气系统有一定程度的简略，且燃烧和传热模型存在误差，所以使得仿真值与实验值之间存在必然的误差。
但是误差都控制在5%的范围内。
说明模型参数和边界条件的设置是合适的，可以用来对该型柴油机的性能和排放进行仿真分析。
3最优压缩比εg的分析油滴燃烧所需的总热量，首先用于加热液体燃油，而后用于燃油的蒸发，再用于燃油燃烧。
柴油是含有多达数百种组分的混合物，各种组分的蒸发和着火特性都互不相同，对于环境温度较低，油滴较大及发动机转速较低的情况（如冷起动），不同组分间蒸发率的差别就可能引起组分的分层，从而影响着火及运行特性，这些效应对于直喷式柴油机也会相当显著。
这是由于环境温度和喷射压力均较低，因而油滴较大而需较长的蒸发时间[4]。
神本武征和松冈信等人研究了油滴的吸热过程和汽化过程，油滴的吸热计算式如下[5]，（1）公式中：p表示缸内气体压力，Pa表示油滴完全燃烧所需热量，J；C va2表示油滴周围空气区的空气定容比热容，Q f为油滴燃烧所需的热量，比热容J/（kg·K）；mρ为涡轮增压后的空气密度，气缸容积，L；t2为气缸压缩终了的温度，空气温度，℃；p为气体的绝对压力，为物质的量；p1为气体在气缸中的压缩初始压力，气缸中压缩终了压力，2分别为活塞在下止点和活塞在上止点时的气缸容L。
k为理想气体定熵过程的定熵指数，也称为绝热指多原子气体通常取根据以上公式，可求出柴油机冷起动时的最优压缩g[6]。
4不同压缩比方案调整及对比分析从压燃式发动机理论循环热效率的计算公式可以得图3功率对比图4油耗对比确定压缩比方案时，燃烧模型和外特性上的空燃比仍然采用改变压缩比之前原发动机试验数据参数，不调整配气相位和点火时刻，只改变压缩比。
GT-POWER在发动机研发中的应用作者：车向国文章来源：阿尔特（中国）汽车技术有限公司点击数：235更新时间：新的发动机机型的开发过程及改型设计中，如何实现提高性能、缩短开发周期、降低开发成本和技术风险是研发单位关注的重点。
2009年，荣获一汽大众优秀供应商的阿尔特（中国）汽车技术有限公司已经成功地利用GT-POWER软件对发动机概念机和改型机进行了可行性分析与优化设计。
阿尔特（中国）汽车技术有限公司主要从事与整车、动力总成设计开发和生产试制相关的业务，是一家多元化、国际化的大型专业汽车技术公司。
目前，阿尔特（中国）汽车技术有限公司已经具备项目企划、总体布置、造型设计、油泥模型和虚拟设计、白车身及内外饰、发动机及动力底盘、电器、样展车制造及试验、逆向工程和CAE 分析等全面的汽车设计开发实力。
从成立至今，阿尔特（中国）汽车技术有限公司已经为国内外众多汽车主机厂、大型汽车零部厂商完成了大量的设计项目。
本文主要介绍阿尔特（中国）汽车技术有限公司利用GT-POWER软件对于发动机概念机或改型机进行可行性分析与优化设计的过程。
GT-POWER开发过程在发动机开发过程中，利用GT-POWER软件可以进行以下几个方面的仿真计算和优化设计：1.发动机的性能计算，包括经济性、动力性及相关的污染物排放，在特定的设计目标下，进行多种参数优化设计。
2.发动机电控系统的标定与设计优化。
3.发动机进、排气系统的噪音计算与分析，以及相关消声元件的优化设计。
4.不同技术方案的对比、选择及优化，在实际的生产条件下，选择最经济的方案，满足性能与成本的综合性指标。
5.发动机的热负荷的计算，可以为有限元分析软件提供热边界条件。
6.对发动机排气污染物的后处理进行设计与控制优化。
分析算例1.边界条件设定在使用GT-POWER进行发动机的仿真计算时，需要输入特定的参数。
输入参数可以分为以下两大类：结构参数和场边界参数（含流场、温度场）。
国内外研究表明，排气噪声是发动机的主要噪声源之一，消声器是降低发动机排气噪声的重要部件，其性能好坏直接影响发动机的噪声大小和功率损耗。
本文主要叙述如何运用GT-POWER 对的排气消声器数值进行仿真设计。
1 消声器的主要评价指标 （1）传递损失：112210log w w w TLL L w ==−即消声器进口处的入射声功率级和出口处的透射声功率级之差。
（2）插入损失IL ：定义为安装消声器前后在某固定测点处测得的计数声级或总声压值之差。
由于插入损失便于现场测量，非常实用。
在测量未安装消声器的排气噪声时应在排气管口加装一段与消声器等长的空管，以保证在安装消声器前后测点不变。
（3）功率损失比： 121100%NNe Ne R Ne −=×内燃机在标定工况下不安装消声器时的功率与安装消声器时的功率之差和不安装消声器时功率的百分比。
2 某型原消声器结构分析图1 原消声器结构如图1所示，采用单腔加两段穿孔管、一块穿孔隔板结构，容积比为3.2，扩张比为8.3。
从结构上分析，原件的设计存在以下不合理的地方： （1）容积小，空间利用不足。
容积比、扩张比都较小，而消声量很大程度上取决于这两个参数。
（2）采用穿孔管和穿孔板结构：穿孔声学元件的降噪量主要与穿孔率、小孔孔径有关。
穿孔率越小、孔径越小，消声量越大。
但穿孔率过小、气流的流动阻力损失则越大，功率损失亦大，经济性能变差。
因此，要提高消声量必须减小孔径， 要降低排气阻力又必须增大通流截面系数，该消声器这两项难以同时满足，我们认为在这种情况下采用小孔喷注结构是不理想的。
3 新消声器的设计 传统的消声器设计法存在着不足：实验周期长，人力物力消耗严重但仍不能取得好的效果，不能适应企业开发周期最小化的需要。
随着计算机软件技术的发展，发动机性能仿真技术也得到了快速发展并逐渐成熟。
GT-POWER 就是其中优秀的仿真软件之一，它的使用大大缩短了产品的开发周期，提高了企业的竞争力。
GT-POWER使用手册大连交通大学交通运输学院机车教研室2006.12.1GT-POWER 增压柴油机建模要领针对机车用增压柴油机展开了以下工作： 1. 整机模型的建立； 2. 增压器模型的建立； 3. 中冷器模型的建立； 因此，本文将围绕上述工作详细说明，使使用者能够较快的可以建立起增压柴油机的模型，并能够改变结构参数分析对柴油机的性能影响，以及简单预测柴油机的主要排放物NOx 和Soot 。
为了便于研究和计算，以机车用柴油机16V240ZJB 为算例进行研究，建立模型，并进行计算分析。
完成了以下内容：(1) 建立增压整机模型。
其中包括气缸模型，喷油器模型，进排气管模型，曲轴箱模型；增压器模型，中冷器模型；(2) 进行标定工况下的计算：缸内压力、温度，以及燃烧消耗率等的计算分析；进行管路压力等的计算分析；进行进排气门的流量；升程计算分析；进行涡轮压气机与柴油机的匹配计算；喷油器的压力，喷油量的模拟仿真；中冷器的计算与仿真；(3) 进行调试，得出结果。
将结果与实验数据进行对比分析；并改进完善；(4) 得出结果正确，并在此工作的基础上，又做了大量工作，分析结构参数对柴油机性能的影响。
如改变压缩比，配气相位，喷油提前角等；(5) 在原有机车上，增加废气再循环，分析废气再循环对性能的影响；(6) 在原有工作的基础上，又进行了排放预测的尝试。
进行机车柴油机主要排放物NOX 和Soot 的预测分析。
第一章 理论基础1. 1缸内工作过程基本方程在这里，我们使用GT-POWER 软件中的零维燃烧模型韦伯函数，它有一系列的假设，用来计算放热率。
它由三条韦伯函数曲线叠加而成，并非常见的双韦伯函数。
① 能量守恒方程ijj jdU dW dQ hdm =++⋅∑∑ (1.1)式中， U --系统内能W --作用在活塞上的机械功i Q --通过系统边界交换的热量 j h --比焓j j h dm ⋅--质量j dm 带入或带出系统的能量 ② 质量守恒方程：s e Bdm dm dm dm d d d d ϕϕϕϕ=++ (1.2) 式中，m 表示系统内工质质量，s m 表示流入气缸的空气质量，e m 表示流出气缸的废气质量，B m 表示喷入气缸内的瞬时燃料质量。
现代国企研究 2016. 12（下）160案 例 AN LI摘要：应用GT-Power软件对CA6DL1-26E3型柴油增压发动机补气进行数值仿真模拟研究，重点研究了补气压力、补气管路直径和提前补气时间对尾气中碳烟排放的影响。
研究成果对降低柴油公交车碳烟排放有较好的工程应用价值。
关键词：GT-Power；数值仿真；补气一、GT-Power软件发动机工作过程模拟计算可以为实验研究提供大量数据，替代许多复杂且高成本的实验。
在发动机性能匹配研究中，通过循环模拟计算所得到的各系统和整机性能指标中，大量信息是无法或难以直接通过测试手段获得的，这些信息对发动机性能的研究是非常重要的[1]。
（一）GT-Power简介GT-Power软件是美国Gamma Technologies公司开发的计算一维气体流动的商业软件，它属于GT-SUIT系列的主计算程序。
GT-SUIT系列程序主要包含四大部分：GT-Power、GT-POST、MUFFLER和VT-DESIGN。
GT-Power为主计算程序，本文应用到GT-Power与GT-POST两大程序。
（二）GT-Power基本流动方程GT-Power流动模型同时包括连续方程、动量方程和能量方程[2]。
相关原理方程如下：连续方程：（1）能力方程： （2）二、柴油机物理模型的建立柴油机物理模型的建立是依据空气进入发动机气缸的整个过程：空气经空气滤清器进入涡轮增压器压气机,压缩后到达中冷器进行冷却，然后通过进气总管、进气歧管、进气阀进入气缸，燃烧后高温废气经排气系统排出，经过涡轮时，推动涡轮机做功（涡轮机又带动压气机工作），最终排到大气中。
建立好原机模型后，增加补气系统部分。
在压气机前进气管及中冷器后进气管两个位置添加补气口，补气压力可调整，可以模拟柴油机在补气状态下各工况的运行情况。
三、数值仿真模型的建立利用GT-Power软件搭建CA6DL1-26E3增压柴油机的仿真模型。
