隨著國(guó)際和國(guó)內(nèi)限制船舶氮氧化物(NOx)排放的法規(guī)日趨嚴(yán)格,選擇性催化還原(SCR)技術(shù)可有效降低船舶NOx排放。在排放控制區(qū),如沿海地區(qū),尤其是港口,發(fā)動(dòng)機(jī)通常處于瞬態(tài)工況,準(zhǔn)確建立SCR系統(tǒng)的瞬態(tài)模型,有助于提高基于模型的尿素噴射控制策略精度。本文針對(duì)SCR系統(tǒng)瞬態(tài)特性進(jìn)行了建模及分析,主要工作如下:1)針對(duì)SCR系統(tǒng)瞬態(tài)工況邊界條件,建立并分析尿素分解、混合過(guò)程的三維仿真模型。仿真結(jié)果表明,本文研究的SCR臺(tái)架系統(tǒng),瞬態(tài)工況下的尿素沉積特性及還原劑的混合特性不影響SCR系統(tǒng)的催化反應(yīng)進(jìn)程。2)設(shè)計(jì)SCR系統(tǒng)瞬態(tài)工況實(shí)驗(yàn),訓(xùn)練并測(cè)試了基于boost的一維SCR傳熱及催化反應(yīng)模型。在瞬態(tài)工況下,SCR換熱模型能夠準(zhǔn)確反映SCR系統(tǒng)的換熱特性,但是SCR催化反應(yīng)模型輸出誤差較大。3)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立SCR催化反應(yīng)模型,并逐步通過(guò)優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提升模型的輸出性能,驗(yàn)證了單隱層網(wǎng)絡(luò)模型能夠重構(gòu)傳統(tǒng)SCR模型。此外,相比于單隱層網(wǎng)絡(luò)模型,雙隱層網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)能大幅度提升NOx及NH₃的輸出性能。4)從數(shù)據(jù)及模型特征的角度綜合分析SCR模型特性,建立基于模型輸出誤差上...

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 NOx排放控制技術(shù)
    1.3 SCR技術(shù)研究及進(jìn)展
        1.3.1 尿素沉積、混合特性研究
        1.3.2 尿素噴射控制策略研究
        1.3.3 SCR預(yù)測(cè)模型研究
    1.4 本文主要內(nèi)容
第2章 尿素分解、混合過(guò)程三維仿真研究
    2.1 計(jì)算模型
        2.1.1 尿素分解模型
        2.1.2 物質(zhì)輸運(yùn)模型
        2.1.3 噴霧模型
        2.1.4 液膜模型
    2.2 尿素噴射、分解三維仿真模型建立
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架
        2.2.2 網(wǎng)格模型
        2.2.3 仿真邊界條件
    2.3 計(jì)算結(jié)果及分析
        2.3.1 管道內(nèi)表面尿素沉積分析
        2.3.2 還原劑、速度分布分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于Boost的SCR模型
    3.1 SCR系統(tǒng)建模流程
    3.2 SCR系統(tǒng)換熱模型
        3.2.1 催化劑換熱模型
        3.2.2 管道壁面換熱模型
    3.3 SCR系統(tǒng)催化反應(yīng)模型
        3.3.1 E_R催化反應(yīng)機(jī)理
        3.3.2 SCR催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
    3.4 SCR模型及結(jié)果分析
        3.4.1 一維SCR模型建立及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
        3.4.2 SCR系統(tǒng)換熱模型分析
        3.4.3 SCR系統(tǒng)催化反應(yīng)模型分析
    3.5 誤差分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SCR模型
    4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理
        4.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        4.1.2 BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法
        4.1.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)
    4.2 SCR模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模及結(jié)果分析
        4.2.1 模型結(jié)構(gòu)設(shè)定
        4.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理及模型初始化
        4.2.3 SCR系統(tǒng)的單隱層網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練
        4.2.4 SCR系統(tǒng)的雙隱層網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練
    4.3 誤差分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 SCR瞬態(tài)模型綜合分析
    5.1 SCR模型輸出結(jié)果的一致性指標(biāo)評(píng)估
    5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與傳統(tǒng)SCR模型的對(duì)比及分析
    5.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在控制策略中的作用
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    1.全文總結(jié)
    2.全文展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
附錄A
附錄B



本文編號(hào)：3780200