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基于自由活塞直线发电机系统搭建零维Matlab/Simulink模型和三维AVL Fire模型相耦合的仿真体系,并验证其精确性。基于该仿真体系分析了自由活塞发动机的运动特性和换气过程,并研究气口高度和气道角度对换气品质的影响规律。结果表明,大扫排气口高度、65°主扫气道倾角和50°副扫气道仰角有利于提高扫气效率;小扫排气口高度、小主扫气道倾角和大副扫气道仰角有利于提高缸内湍动能。