有限时间热力学：优化活塞行动改进的发动机性能

中文字数:2808,  英文字数:1546

 (奥托循环或优化热引擎或最优控制)
 
MICHAEL MOZURKEWICH和 R. S. BERRY
化学系和詹姆斯法朗克研究所，
 芝加哥大学，芝加哥，伊利诺伊州 60637
由R.斯蒂芬莓果贡献， 1980年12月29日

摘要 利用有限时间热力学方法发现奥托循环的优先时间路径及摩擦和热渗漏。 最优性由工作的最大化定义每个周期; 系统被控制在一个固定的内，因此便能获得最大动力。 结果是每一个常规近正弦的发动机改善了大约10%的效率(第二定律效率)。
 
有限时间热力学是引伸常规热力学相关原则上横跨主题的整个间距，从最抽象的水平到广泛的应用。 方法是根据广义热力学潜力的创立(1)为包含时间或对在限制之中的条件估计在系统之内(2)和在产生对应于那些广义潜力的极值的最佳路径的计算。
 迄今为止，有限时间热力学的工作集中于较为理想化的模型(2-7)和存在性定理(2)，且全部集中在抽象方面。这项工作是希望作为一个步骤连接在实用的有限时间热力学方面涌现了的抽象热力学概念，工程学方面的课题，一台实用机器的设计的原则。
 在这个报告中，我们用接近理想的奥多周期来研究内燃机模型，但由于频率限制使得在实际的发动机中是以二主要损失的形式存在。 我们通过“控制”时间改善活塞运动来优化发动机的性能。 结果，没有进行一项详细的工程学研究，我们能够通过受活塞的时间路径的影响和优化活塞行动获得效率的改善的估计来了解是怎么损失的。
 
 

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