補気増焓システムのシミュレーションおよび最適化のために、高速計算、高精度、良好な外挿性、かつ少ないデータ要求量を備えた補気増焓型渦巻き圧縮機モデルを開発する必要があり、既存のモデルはこれらの要求を同時に満たすことができない。物理メカニズムに基づき、補気増焓型渦巻き圧縮機の明示的半経験モデルを構築し、圧縮機の流量、出力、排気温度を予測する。吸気流量モデルは比熱比を用いて圧力比を補正し、周波数の二次関数項と乗算することで得られる。補気流量モデルは等容混合プロセス仮定に基づき、拡充係数によって得られる。排気流量は吸気および補気流量の合計である。出力モデルは等エントロピー圧縮仮定に基づき、高圧および低圧補正を用いる。排気温度モデルは漏熱因子に基づき排気温度の明示的計算を実現する。実験試験データに基づきモデルの検証を行い、結果はモデルがミリ秒単位の計算速度を持ち、圧縮機の性能パラメータを正確に予測できることを示し、吸気および排気流量予測の平均誤差は2％以内、補気流量、出力および排気温度予測の平均誤差はそれぞれ5％、3％および3℃以内であることを示した。モデルは適合運転範囲外でも合理的な結果を得ることができ、既存モデルに比べてモデル適合に必要なデータ量が50％以上削減される。

補気増焓; 渦巻き圧縮機; 半経験モデル; システムシミュレーション