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| 編輯推薦： |
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本书可作为高等院校相关专业教材，也可作为相关专业教师和工程技术、管理人员参考、培训用书。编辑推荐：本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。为任课教师提供电子课件等丰富数字化资源配套。
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| 內容簡介： |
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本书讲述了内燃机、动力电池和燃料电池等汽车动力装置的仿真基本理论、仿真方法、评价依据和优化设计措施。全书共7章，主要介绍了内燃机受力和平衡分析，曲轴、连杆、活塞、缸盖、机体、缸套等内燃机主要零部件的仿真与设计，配气机构运动学、动力学和性能仿真，活塞环缸套润滑、径向轴承润滑、冷却水腔流动传热和活塞喷油冷却的仿真与设计，新能源汽车动力电池热管理和结构的仿真与设计，新能源汽车燃料电池水热管理仿真与双极板结构设计。本书提供了Python编程例题和仿真实例例题，以利于读者更好地理解和实践。本书可作为能源与动力工程和车辆工程等专业本科生和研究生的教材或教学参考书，也可作为从事汽车动力装置(包括内燃机、混合动力、动力电池和燃料电池等)仿真和设计的工程技术人员的参考书。
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前言第1章绪论11.1汽车动力装置开发流程与仿真应用11.2仿真概述31.2.1网格离散化31.2.2计算流体力学41.2.3计算结构力学51.2.4多体动力学51.2.5实例应用——管道流动仿真计算51.2.6Python数值计算编程基础7习题11参考文献12第2章内燃机受力和平衡分析132.1内燃机受力计算和分析132.1.1曲柄连杆机构运动规律132.1.2气缸瞬时容积计算162.1.3气体压力和缸内工作过程计算172.1.4惯性力182.1.5曲柄连杆机构受力182.1.6多缸机转矩计算192.2内燃机平衡计算和分析242.2.1旋转惯性力和力矩的平衡242.2.2往复惯性力和力矩的平衡26习题29参考文献29第3章内燃机主要零部件仿真与设计303.1曲轴组仿真与设计303.1.1引言303.1.2曲轴轴系扭转振动313.1.3曲轴疲劳计算393.2连杆组仿真与设计433.2.1引言433.2.2连杆疲劳计算433.3活塞组仿真与设计463.3.1引言463.3.2活塞温度场473.3.3活塞应力和疲劳计算513.4机体组仿真与设计553.4.1引言553.4.2缸盖缸套机体温度场计算563.4.3缸盖缸套机体应力和疲劳计算60习题63参考文献63第4章配气机构仿真与设计654.1引言654.2配气机构运动学与凸轮型线664.2.1平底挺柱运动规律664.2.2凸轮型线674.2.3配气机构运动学评价704.3配气机构动力学714.3.1气门实际升程与理论升程714.3.2配气机构动力学计算模型714.3.3配气机构动力学评价744.4配气机构与发动机性能仿真75习题76参考文献76第5章内燃机润滑和冷却仿真与设计775.1内燃机润滑仿真与设计775.1.1润滑基础理论785.1.2活塞环缸套润滑仿真与设计865.1.3径向滑动轴承润滑仿真与设计925.2内燃机冷却仿真与设计955.2.1冷却水腔流动传热仿真与设计955.2.2活塞喷油冷却仿真与设计98习题102参考文献102第6章新能源汽车动力电池系统仿真与设计1046.1新能源汽车动力电池系统概述1046.2动力电池系统热管理仿真与设计1086.2.1锂离子电池热管理的必要性1086.2.2锂离子单电池产热和热状态1096.2.3锂离子动力电池的热管理系统CFD仿真与设计1146.3动力电池结构仿真与设计118习题120参考文献120第7章新能源汽车燃料电池系统仿真与设计1227.1新能源汽车燃料电池系统概述1227.1.1氢燃料电池汽车与质子交换膜氢燃料电池发动机1227.1.2质子交换膜燃料电池结构和工作原理1247.1.3燃料电池的单电池性能参数1267.2氢燃料电池的水热管理仿真与设计1297.2.1PEMFC水状态和热状态概述1297.2.2燃料电池水热管理仿真1307.3双极板结构设计133习题135参考文献135
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在当前和未来二三十年，汽车的动力主要由内燃机、动力电池、燃料电池或混合动力装置提供。当前本科内燃机设计教学的基础理论和方法相对比较完善，对比1984年出版的《柴油机设计手册》可见，大量知识在几十年内没有改变。内燃机节能减排技术发展日新月异，在内燃机现代化设计中，仿真计算的使用已经非常普遍，仿真课程也从以往的研究生课程逐渐过渡为本科生课程。随着新能源汽车的发展，国内外大量内燃机行业企业和设计咨询公司在内燃机业务基础上开展了新能源动力业务，比如潍柴动力牵头成立了国家燃料电池技术创新中心和中国内燃机学会燃料电池发动机分会。新能源汽车动力装置的发展和人才需求对高校内燃机方向教学的发展和改革提出了新的要求。许多高校内燃机专业方向的教学内容增设了新能源汽车及其动力装置的相关课程，或将教学科研方向名称调整为动力机械、先进汽车动力、新型汽车动力等。燃料电池和动力电池系统仿真与设计技术对行业绿色发展、学生培养和就业等有积极意义，从而引发了新的教学需求。本书的出版得到了河北工业大学本科教材建设项目支持和所在学院对能源与动力工程专业开展国家级一流本科专业建设点建设的支持。编者在本书中进行了课程思政方面的探索，注意培养学生树立高效、节能意识及绿色发展理念。全书共7章，第1章介绍汽车动力装置开发流程与仿真应用以及仿真基础；第2章～第5章介绍内燃机仿真与设计，包括内燃机受力和平衡分析、主要零部件的仿真与设计、配气机构运动学和动力学仿真与设计、润滑和冷却的仿真与设计；第6章介绍动力电池热管理和结构的仿真与设计；第7章介绍燃料电池水热管理仿真与双极板结构设计。本书提供了Python编程例题和仿真实例例题，以便于读者更好地理解和实践。全书由刘晓日、李孟涵和张铁臣负责总体框架和统稿。具体分工如下：刘晓日负责第3～5章编写并参与了其他各章的内容设计，黎苏负责编写第1章，张铁臣负责编写第2章，李孟涵和杨建成负责编写第6章，王坤和赵玉龙负责编写第7章。景国玺教授对全书进行了审阅，并提出了许多宝贵的意见。在此特别感谢河北工业大学能源与动力工程专业相关同事和研究生的支持和帮助。本书的编写在结合编者团队研究成果和经验的基础上参考了许多国内外学者的研究成果，在这里对他们表示真诚的感谢。限于编者水平，书中难免存在不足之处，恳请读者批评指正。刘晓日
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