新的燃燒模型提高了效率和準確性

普林斯頓大學研究人員的新模型可以準確有效地預測湍流火焰的穩定性。

普林斯頓大學的研究人員開發了一種新模型，該模型將使工程師能夠以比以前所需的計算能力低得多的計算能力準確預測燃燒過程的特征。新模型打破了高效但狹義有用的模型與通用性強但計算量大的模型之間的長期權衡問題。

工程師依靠仿真來設計效率更高，排放更低的發動機，燃氣輪機和火箭，或者預測火勢蔓延。到目前為止，他們有兩種選擇來預測在這種情況下燃料將燃燒。他們可以使用準確但運行成本很高的模型，因此對于許多用途來說不切實際。或者，他們可以使用更快，更便宜的燃燒模型，但通常用處不大，因為他們要求工程師甚至在運行模擬之前就了解燃燒系統的所有細節。

普林斯頓大學機械與航空工程副教授邁克爾·穆勒說：“只有那些模型。”

現在，穆勒(Mueller)的研究團隊已經開發出一種新的燃燒建模方法，該方法將計算昂貴的模型的嚴格性和通用性與簡化模型的計算速度和效率結合在一起。

Mueller的團隊在《燃燒學會學報》上發表的兩篇論文中，描述了他們對燃燒建模的新方法。穆勒實驗室的研究生，論文的合著者克里斯蒂安·萊西(Cristian Lacey)說，這項工作不僅是改進的燃燒模型的結合，而且是在燃燒模擬軟件中實現模型的全新方法。

新模型可以有效地預測湍流火焰的穩定性，這是受燃料-空氣混合影響的溫度突然升高的位置。圖片來源：普林斯頓大學

萊西解釋說，計算上昂貴的模型通過求解燃燒中所有化學物質(稱為化學物種)的方程來工作。通常，這些運算會運行成千上萬個方程，這會使仿真的計算量極大，而典型的仿真通常需要在數千個處理器上花費幾天或幾周的時間。

萊西說：“但是，相反，這些化學物種的進化可以歸納為幾個變量。” “挑戰在于識別這些變量以及詳細的化學成分如何取決于這些變量，我們稱之為“歧管”。