Πρόβλεψη τριβής σε μηχανές εσωτερικής καύσης υδρογόνου με τη χρήση μοντέλων μηχανικής μάθησης
Loading...
Date
2024-07-03
Authors
Καζάκου, Ιουλία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στη σύγχρονη εποχή, η ενεργειακή κρίση αποτελεί ένα μείζον ζήτημα του πλανήτη που χρήζει άμεσης αντιμετώπισης. Ένας παράγοντας που συντελεί στην κατάσταση αυτή είναι η σχεδόν αποκλειστική χρήση των ορυκτών καυσίμων στην αυτοκίνηση. Στα πλαίσια της ενεργειακής μετάβασης, το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας συγκεντρώνεται γύρω από το υδρογόνο, λόγω των ιδιοτήτων καύσης του. Η αξιοποίηση του υδρογόνου στις Μηχανές Εσωτερικής Καύσης συμβάλλει στην ελάττωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σε ποσοστό περίπου 50%. Επιπλέον, η εξέλιξη της Μηχανικής Μάθησης στο πεδίο της Τεχνητής Νοημοσύνης έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη μιας πληθώρας μεθόδων, οι οποίες μπορούν να προβλέψουν τις ανάγκες στην ενέργεια και να συντελέσουν στη βελτιστοποίηση της χρήση της, μειώνοντας την κατανάλωση και το κόστος.
Η παρούσα μελέτη εστιάζει σε δυο διαφορετικές μεθόδους Μηχανικής Μάθησης, το Τεχνητό Νευρωνικό Δίκτυο και τη Random Forest. Τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα μπορούν να προσαρμόζονται και να γενικεύουν από τα δεδομένα που έχουν εκπαιδευτεί, καθιστώντας τα ικανά να χειριστούν νέες και άγνωστες καταστάσεις με επιτυχία. Η Random Forest είναι μια ανταγωνιστική μέθοδος, η οποία συνδυάζει πολλά δέντρα απόφασης για να βελτιώσει την ακρίβεια των προβλέψεων. Αυτό μειώνει την πιθανότητα υπερπροσαρμογής (overfitting) και οδηγεί σε αξιόπιστα αποτελέσματα.
Οι μέθοδοι που αναφέρθηκαν χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη παραμέτρων στο τριβικό ζεύγος πρώτου ελατηρίου συμπίεσης – τοιχώματα κυλίνδρου σε μια ΜΕΚ υδρογόνου. Η εκπαίδευσή τους βασίζεται στους παράγοντες της γωνίας του στροφάλου, της πίεσης των αερίων στο θάλαμο καύσης, της θερμοκρασίας των αερίων, καθώς και της πίεσης που δημιουργούν τα αέρια στην περιοχή πίσω από το ελατήριο, η οποία οφείλεται στη διαφυγή κάποιας ποσότητας αερίων από τον θάλαμο (Blow – by). Οι προβλέψεις των μοντέλων αφορούν το πάχος του λιπαντικού στρώματος και την συνολική αναπτυσσόμενη τριβή. Σκοπός της μελέτης είναι η σύγκριση και ο προσδιορισμός της καταλληλότερης και πιο αξιόπιστης μεθόδου για το τριβολογικό πρόβλημα.
Συγκεφαλαιωτικά, η χρήση της ακριβέστερης μεθόδου στο πρόβλημα τριβής που αφορά το ελατήριο συμπίεσης και τα τοιχώματα του κυλίνδρου είναι ζωτικής σημασίας για την εξαγωγή αποτελεσμάτων με ταχύτητα και αξιοπιστία. Αναφορικά με τις ΜΕΚ, εξετάζεται η συμπεριφορά της επικρατούσας μεθόδου και σε άλλα καύσιμα (CNG), ενισχύοντας έτσι την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων.
Description
Keywords
Μηχανές εσωτερικής καύσης, Υδρογόνο, Μηχανική μάθηση