1. 本选题研究的目的及意义
随着全球能源短缺和环境污染问题的日益严峻，提高燃油经济性和降低排放成为了汽车行业可持续发展的关键。
汽油机作为传统汽车的主要动力来源，其性能提升对于节能减排目标的实现至关重要。
近年来，缸内直喷（GDI）汽油机凭借其更高的燃油效率和更低的排放，逐渐取代传统的进气道喷射（PFI）汽油机，成为汽车动力系统发展的主流趋势。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，随着GDI发动机技术的迅速发展，国内外学者对其气道优化设计进行了广泛的研究，并在提高发动机性能方面取得了显著进展。
1. 国内研究现状
国内学者在GDI发动机气道优化设计方面开展了大量研究工作，主要集中在以下几个方面：
气道几何参数对发动机性能的影响研究:国内学者通过实验和数值模拟方法，研究了进气道长度、直径、倾角、喷油器位置等参数对GDI发动机性能的影响，并总结出了一些优化设计规律。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题将在对GDI汽油机气道优化设计领域国内外研究现状进行深入分析的基础上，针对现有研究中存在的不足，采用数值模拟、优化算法等方法，对GDI汽油机气道进行优化设计，以期改善气缸内的进气流动特性，提升混合气的形成质量和燃烧效率，并通过实验验证优化方案的有效性。
1. 主要内容
1.深入研究GDI发动机气道内流动特性，分析不同气道几何参数（如进气道长度、直径、倾角、喷油器位置等）对气缸内进气流动、混合气形成和燃烧过程的影响规律，为气道优化设计提供理论依据。
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，逐步开展以下研究工作：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解GDI发动机气道优化设计的最新进展、主要研究方法和未来发展趋势，为本研究提供理论基础和方向指导。
2.理论分析阶段：深入分析GDI发动机气道流动机理，研究气道几何参数对气缸内进气流动、混合气形成和燃烧过程的影响规律，建立气道几何参数与发动机性能之间的关系。
3.数值模拟阶段：利用计算流体力学（CFD）软件建立GDI发动机气道三维数值模拟模型，对不同气道设计方案进行仿真分析，研究气道几何形状对气缸内气流运动、油气混合、燃烧过程等的影响，预测不同设计方案对发动机性能的影响。
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.基于surrogate模型的气道优化设计方法：针对传统优化方法计算量大、效率低的缺点，本研究将结合surrogate模型技术，建立发动机性能与气道设计参数之间的映射关系，以减少优化过程中昂贵的CFD计算量，提高优化效率。
2.多目标优化策略：本研究将采用多目标优化策略，综合考虑动力性、经济性和排放等多个目标，寻求满足多方面性能要求的最优气道设计方案，以克服传统单目标优化方法的局限性。
3.实验验证：本研究将在数值模拟的基础上，通过搭建发动机台架试验平台，对优化前后的发动机进行性能测试，验证优化设计方案的可行性和有效性，以确保研究结果的可靠性和实用性。
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.谢辉,刘浩,黄豪杰,等.基于CFD与DOE方法的汽油机进气道优化设计[J].内燃机工程,2021,42(04):43-50.
2.李鹏,王志浩,桂腾,等.基于多目标遗传算法的汽油机进气道优化设计[J].湖南大学学报(自然科学版),2021,48(07):61-68.
3.曾扬,段建强,张树 Yong,等.进气道结构参数对GDI汽油机性能影响的CFD研究[J].小型内燃机与摩托车,2021,50(01):6-11.
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