Simulation

Motorklopfen vorhersagen: Reaction Design erweitert das Forté-CFD-Package

Reaction Design erweitert das FORTÉ CFD Package um Möglichkeiten zur Vorhersage des Motorklopfens. So schaffen Entwickler Motoren mit optimaler Leistung.

| Redakteur: Karl-Ullrich Höltkemeier

Reaction Design erweitert das FORTÉ CFD Package um Möglichkeiten zur Vorhersage des Motorklopfens.
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Reaction Design erweitert das FORTÉ CFD Package um Möglichkeiten zur Vorhersage des Motorklopfens. (Bild: Reaction Design)

Reaction Design hat das Computational-Fluid-Dynamics(CFD)-Paket zur realistischen 3D-Modellierung von Brennstoffeffekten in Verbrennungsmotoren Forté erweitert. Nun soll es möglich sein, das Motorklopfen vorherzusagen.

Reaction Design, Unternehmen in der Entwicklung von Verbrennungssimulations-Software hat FORTÉ, das CFD-Paket (Computational Fluid Dynamics) zur realistischen 3D-Modellierung von Brennstoffeffekten in Verbrennungsmotoren um Möglichkeiten zur Vorhersage des Klopfens ergänzt. Die Software lässt sich zur genauen Simulation sowohl von Selbstzündungs- als auch von Flammenausbreitungs-Phänomenen im Zylinder einsetzen. Dadurch können Entwickler Motoren mit optimaler Leistung, höherer Brennstoffökonomie und verringerten Schadstoffemissionen schaffen.

Mit integrierten CHEMKIN-PRO Chemie-Solvern

„Bislang haben sich CFD-Simulationsmethoden auf die Modellierung des Motorverhaltens auf einem hohen Niveau fokussiert. Doch liegt der wirkliche Wert einer Simulation in der Möglichkeit, wichtige Ereignisse während des Verbrennungszyklus vorherzusagen, welche die Effizienz, die Zuverlässigkeit sowie den Schadstoffausstoß unmittelbare beeinflussen.

FORTÉ ist das CFD-Paket mit integrierten CHEMKIN-PRO Chemie-Solvern, welche die Vorhersage von Selbstzündungseffekten ermöglichen,“ sagte Bernie Rosenthal, Chief Executive Officer von Reaction Design. „Wenn Kraftstoffe unsauber zünden, stören sie die Motorzyklen, verursachen Schäden der Komponenten und wirken sich nachteilig auf die Leistung des Fahrzeugs aus. Wenn sie FORTÉ einsetzen, können Entwickler ein hohes Vertrauen in ihre Designs gewinnen noch ehe sie mit der zeitraubenden und kostspieligen Aufgabe beginnen, mit echter Hardware zu experimentieren.“

Um den rechnerischen Time-to-Solution-Zielen zu entsprechen, setzen herkömmliche CFD-Simulations-Lösungsansätze für Verbrennungsmotoren die Verwendung von stark reduzierten Treibstoffchemie-Modellen voraus, die nicht in der Lage sind, echtes Selbstzündungsverhalten genau zu emulieren.

Bei Einsatz der im Paket eingebetteten CHEMKIN-PRO Solver-Technologie gelangt FORTÉ ohne die Verwendung von stark reduzierten Treibstoffmodellen 10-mal schneller und mit höherer Genauigkeit zu den gewünschten Ergebnissen. FORTÉ verwendet Mehrkomponenten-Benzinkraftstoffmodelle, welche die Hunderte von chemischen Stoffen und die entsprechenden kinetischen Reaktionen umfassen, die sich als notwendig erwiesen haben, um zuverlässig vorherzusagen, wann die Zündung stattfindet.

„Die Entwicklung von Motoren mit reduziertem Schadstoffausstoß, verbesserter Leistung und hoher Zuverlässigkeit setzt voraus, dass sowohl die am Verbrennungsprozess beteiligte Physik als auch die zugehörige Chemie Beachtung finden,“ sagte Professor Rolf Reitz, Distinguished Professor im Fachbereich Maschinenbau der Universität Wisconsin-Madison und Mitglied des Wisconsin Engine Research Center (WERC). „FORTÉ bedient sich jahrzehntelanger Studien sowie der modernsten numerischen Methoden, um wirklich prädiktive Fähigkeit für wichtige Motorbedingungen bereitzustellen, bei denen genaue Modelle sowohl der Physik als auch der chemischen Kinetik von entscheidender Bedeutung sind.“

Das im Jahre 2005 von Reaction Design gegründete Model Fuels Consortium entwickelte und validierte detaillierte chemische Mechanismen und Software einschließlich FORTÉ gegen reale Motoren und reale Kraftstoffzusammensetzungen. Aus diesem Grund erhalten Motorentwickler Zugriff auf CFD-Modelle, welche das Verhalten genau erfassen, das in den hoch effizienten, schadstoffarmen Motorentwicklungen von heute vor sich geht. (hö)

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