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车用ORC余热回收系统中自由活塞直线发电机的性能研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
当前汽车工业面临的最大问题之一是汽车所产生的废热资源浪费，据统计，车辆传动、制动、发动机排放等因素造成的能量损失高达约70%。因此，如何将汽车废热能转化为电能，成为降低汽车排放与提高能源利用率的重要途径。而基于OrganicRankineCycle（有机朗肯循环）的余热回收技术，成为目前最为成熟的汽车余热利用方案之一。
为了进一步提高车用ORC余热回收系统的效率，自由活塞直线发电机被提出并应用于汽车发电领域。自由活塞直线发电机是由若干个活塞组成的活塞阵列，借助汽车废气的压力力和惯性力移动活塞，以驱动直线发电机发电，进而回收汽车废热。
目前，国内外对于汽车自由活塞直线发电机的研究还处于起步阶段，而其性能的研究是使用该技术的前提。因此，本文将对车用ORC余热回收系统中自由活塞直线发电机的性能进行深入研究，以完善车用ORC系统的余热回收技术。
二、研究内容及方法
本文主要针对车用ORC余热回收系统中自由活塞直线发电机的性能进行研究。研究内容包括：
1.根据活塞群的运动规律与势能转换动能的物理模型，建立自由活塞直线发电机的数学动力学模型。
2.根据车用ORC系统的实际工况与自由活塞直线发电机的模型，建立系统的数学模型，以定量分析自由活塞直线发电机在余热回收中的性能。
3.对比传统发电机和自由活塞直线发电机的输出性能，分析自由活塞直线发电机在车用ORC系统中的优势。
4.基于仿真模型，进行系统性能测试，并使用MATLAB、Simulink等软件工具对数据进行处理与分析。
三、预期成果
1.建立车用ORC余热回收系统中自由活塞直线发电机的数学动力学模型，定量分析其在汽车废热回收中的性能。
2.对比传统发电机和自由活塞直线发电机的输出性能，分析自由活塞直线发电机在车用ORC系统中的优势。
3.基于仿真模型，模拟实际工况下车用ORC余热回收系统中自由活塞直线发电机的性能，验证理论分析的正确性。
4.提供有效参考与依据，为车用ORC余热回收系统的应用与推广提供理论指导。
四、研究时间安排
研究时间安排表
|时间段|工作计划|
|----------|--------------------------------------------|
|第一周|搜集相关论文，熟悉自由活塞发电机的原理与性能|
|第二周到四周|建立自由活塞发电机的数学模型|
|第五周到六周|建立车用ORC系统与自由活塞发电机耦合的仿真模型|
|第七周到八周|模拟实际工况下车用ORC系统中自由活塞发电机的性能|
|第九周到十周|数据处理与分析|
|第十一周到十二周|编写论文，并进行修订与修改|
五、参考文献
[1]YuHaoming,YangZhenglong.ResearchdevelopmentandapplicationprospectsofautomotiveORCwasteheatrecoverysystem[J].AdvancedManufacturingTechnology,2018,52(20):172-174.
[2]ZhuMB,ZhangXH.Theoreticalanalysisandsimulationoflineargeneratorenergyfeedbackofautomobilewasteheatutilizationsystem[J].Machinery,2016,51(1):76-79.
[3]KianovskiiAI,UsanovVI,SolntsevVV.Developmentoflineargeneratorforheatrecoverysystemsofengines[J].JournalofMechanicalEngineering,2016,59(12):643-648.