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CMCL燃烧仿真解决方案

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CMCL软件起源于剑桥大学,包含Kinetics、SRM Engine Suite、MoDS、Explorer四个模块。动力总成领域:可应用于道路和非道路HDV、PHEV、HEV及常规车辆模拟分析,可进行燃料、燃烧、排放和性能分析,可与CFD耦合使用。能源及化工领域:可以进行流程和系统的技术经济和敏感性分析,化学和能源过程的流程分析。


CMCL软件包括以下4个模块:

CMCL

         

kinetics™

燃料,排放和后处理的化学反应模型

详细化学反应机理处理能力

         

SRM Engine Suite™

内燃机物理化学模型

内燃机仿真精准预测

         

MoDS™

模拟功能的自主机器学习和高级统计

自动处理数据和建模流程

         

Explorer™

可视化的后处理工具

快速便捷的数据分析



kinetics™

燃料、排放和后处理的化学反应模型

kinetics™ 具有详细的化学反应机理处理能力,包括:

  • 学术前沿的粒度分布模型

  • 化学反应器(均质,非均质,平衡等)

  • 简化化学机制,反应路径分析,灵敏度和通量分析

  • 支持自定义化学机制与模型

  • 点火延迟矩阵,表面化学


SRM Engine Suite™

内燃机物理化学模型

SRM Engine Suite™ 为内燃机物理化学模型,可以实现内燃机仿真精准预测:

  • 适用于火花点火 ,压燃和HCCI燃烧模式

  • 适用于常规燃料和新型燃料

  • 可靠,准确的排放评估

  • 稳定和不规则燃烧特征分析

  • 广泛的预校准实例库,提供全面的技术支持

  • 独立运行或与第三方标准CAE工具一起运行

  • 借助MoDS机器学习辅助工作流,用于自动模型校准,验证及快速响应/代理模型生成


Kinetics & SRM Engine Suite 作为专业的化学反应动力学计算以及内燃机仿真软件,具有以下特性:

1

燃烧:直喷压燃、均质压燃、直喷火花塞点火、低温燃烧等

2

燃料:汽油、柴油、生物质燃料、CNG、混合燃料等

3

排放:常规(PM、NOx、UHCs、CO)以及非常规排放

3

操作:良好的用户界面、批量计算、并行计算、与第三方软件耦合(例如GT-POWER)



MoDS™

模拟功能的自主机器学习和高级统计

MoDS™ 可实现模拟功能的自主机器学习和高级统计,包括:

  • 自动模型校准(参数估计)

  • 智能实验设计(DoE)

  • 数据驱动模型的高维度代理模型

  • 多目标优化和多标准决策

  • 不确定性传播和敏感性分析

  • 运行独立或与第三方软件链接的API


MoDS 可以实现基于实验数据的模型校准及模型验证,通常流程是:根据实验中获取的压力、排放等数据,导入MoDS 软件中,软件可自动实现对Kinetics & SRM Engine Suite 的模型校准,经过校准的模型,可使用剩余实验数据或者新获取的实验数据进行验证,以证实经校准后模型的准确度。最终,经过校准和验证的模型,可以用来在Kinetics & SRM Engine Suite 进行发动机参数预测。  

模型校准流程


 

模型验证流程


     

SRM Engine Suite + MoDS 

建立预测性的重型发动机模型

采用CMCL软件对 CAT C4.4 重型内燃机运行的全过程进行仿真( SRM Engine Suite 作为物化分析工具,使用MoDS 进行模型校准)。


 


 

在全面的负载转速操作窗口和一系列发动机校准范围内预测缸内压力、NOx、碳烟、CO 和uHC,最终以较低的成本获取了准确的排放预测(尤其是NOx 和碳烟),并使用实验数据实现了自动的模型校准。校准后的模型可以更好地预测缸压、NOx、未燃碳氢、碳烟。校准后的模型可以更好地预测缸压、NOx、未燃碳氢、碳烟。

CAT C4.4 内燃机


模拟结果 vs 实验结果


     

发动机燃油-发动机排气-尾管排放

全过程计算

采用 SRM Engine Suite 与一维发动机循环计算软件,耦合模拟燃油氧化、燃烧、发动机排气和尾管排放等一系列过程。  

具体方法是:一维软件计算结果趋于稳定后,由SRM Engine Suite 进行详细化学反应动力学计算,并为后处理模块提供输入组分信息。  


SRM Engine Suite 耦合1D发动机循环计算软件


入口及催化剂中气体温度变化


发动机排放及排气管中CO, CO2, NO及N2的摩尔分数变化

来源:多相流在线
OpenFOAM碰撞多相流燃烧化学湍流通用航空航天船舶汽车
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首次发布时间:2023-06-23
最近编辑:1年前
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