由于在阿拉巴马大学亨茨维尔分校开发的数学燃料模型，工程师将能够更快，更便宜地设计出更好的燃料系统，从摩托车到火箭。
燃料模型将加快喷油器设计的步伐，以提高汽车和卡车的效率，更好的汽油里程和更大的马力。但这种方法的优点在于它适用于所有燃烧过程和燃料，从轻便摩托车到导弹，从汽油，乙醇和柴油燃料到癸烷/十六烷。
这些数学模型让设计师首先在计算机上测试他们的想法，而不是昂贵的现实建模，这需要在进行基准测试和性能建模之前对零件进行设计，加工和生产。在需要进行原型设计之前，该模型还将研究替代燃料带入计算机。
“这就是我们对这项研究如此兴奋的原因，就是它减少了计算燃油效率的计算费用，”UAHuntsville化学工程系主任Chien-Pin Chen博士说，他和研究生Omid一起Samimi Abianeh写了一篇关于燃料模型的研究论文(“具有液体湍流效应的离散多组分燃料蒸发模型”，International Journal of Heat and Mass Transfer，第55卷，第23-24期，2012年11月，第6897-6907页)。化学工程教授Ramon Cerro博士(另见：“批处理失调：前向和反向问题”，Ind.Eng.Chem.Res。，第51卷，12435-12488页，2012年)和Shankar Mahalingam博士，院长工程学院也参与了这项研究。
“如果有人想做一个内燃机的数字图表 - 我是一个数字人 - 他们需要研究的第一件事就是燃料，”陈博士说。但由于燃料是一种高度复杂的物质，研究人员需要一台超级计算机才能做到这一点。例如，汽油含有数百种具有不同蒸发速率和燃点的物质。
“所以我们设计了一种代替燃料，用三种成分代替数百种成分，”陈博士说。“它表现相同，但研究起来并不复杂。” 虽然它可以作为物理物质创建，但在模型中燃料以数学方式表示。“这种模式是我们的贡献，”他说，它适用于所有燃料，从火箭燃料到普通乙醇/汽油混合物和新的E85乙醇燃料。他们的研究由美国国家航空航天局和墨西哥湾研究计划拨款资助。
在现代发动机中，喷射器以精确的定时间隔将燃料喷射到燃烧室中以进行燃烧。陈博士说，这些液滴的大小，成分，行为，温度和压力都决定了燃料的运行效率。该模型可以证明来自不同喷射器设计的燃料液滴将如何表现为燃烧室中的蒸发特性和燃烧效率。陈博士说，所有燃料类型都经过国家标准与技术研究院的认证，这是用于验证研究结果的数据库。
“我们已经在改变喷油器的设计，”陈博士说，并补充说，燃料模型使工程师能够更好地回答这个问题，“为您提供最佳火焰传播的最佳喷油器设计是什么?
新模型已经引发了对燃料湍流的进一步研究，燃料湍流中燃料的富燃料倾斜，提供均匀的火焰传播。
在汽车和卡车发动机中，重要的是燃料以受控的方式燃烧和膨胀而不是爆炸。爆炸引起爆炸，声音驱动器有时会听到砰砰声或砰砰声，这会导致发动机过早磨损和失效。
为了实现均匀的传播，现代汽油发动机被设计成使燃料分层，使得它相对于火花塞附近的可用空气(富含混合物)具有更高的密度并且在顶部附近旋转到更低的密度(稀混合物)。活塞 插头的火花更容易在富燃料中开始燃烧，下面更稀薄的混合物更有效地燃烧。喷射器喷嘴设计和腔室中的放置对于该过程都是重要的。今年夏天在韩国会议上，陈博士将发表一篇论文，讨论在UAHuntsville进行的关于湍流旋转过程如何影响燃料液滴蒸发过程的研究。
UAHuntsville研究人员还致力于开发一种燃烧火焰传播模型，该模型可以在进行实际测试之前首先将该过程带入计算机内，从而提高效率。“我们正在研究火焰前锋以及它们在燃料燃烧时如何起皱，”陈博士说，他计划向美国能源部提交一份提案，以进一步开展这项研究。该研究可以提高未来燃烧室设计的效率。
“长期目标，”陈博士说，“就是找到一种方法来更有效地燃烧燃料，以获得更多的动力和更清洁的燃烧。
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