斯特林发动机

1.自由活塞斯特林发动机热力学性能多目标优化

针对自由活塞斯特林发动机热力学性能预测存在的多参数输入以及多目标约束特征，建立了基于响应面设计和满意度函数的热力学模型，提出了斯特林系统的输出功率、热功转换效率和㶲效率的定量预测关系，明晰自由活塞斯特林发动机运行参数和结构参数间的交互敏感性特性及优化设计策略，进一步提高斯特林发动机系统的热力学性能。

图1 运行参数的交互作用对热效率的综合影响

2.自由活塞斯特林发动机线性动力学分析

针对自由活塞斯特林发动机起振过程中存在的瞬时、多动力学参数交互影响现象，将人工神经网络算法应用于线性自由活塞斯特林发动机的动力学性能预测中，实现起振过程中动力学性能动态特性的预估。

图2 动力学输出参数实际值与ANN预测值结果比较

（a）运行频率 （b）振幅比

图3 运行频率与振幅比的人工神经网络结构

3）自由活塞斯特林发动机非线性热动力学分析

构建基于负载非线性的斯特林发动机热-动力学耦合模型，研究负载阻尼分别处于线性和非线性状态下两活塞运行轨迹，探明非线性斯特林发动机系统负载阻尼和非线性系数对活塞振幅值以及输出功率的作用机制，并结合人工神经网络算法和响应面法对整机性能进行了预测。

（a）配气活塞振幅 （b）动力活塞振幅

图4 充气压力对活塞振幅影响