新的燃烧模型提高了效率和准确性

普林斯顿大学研究人员的新模型可以准确有效地预测湍流火焰的稳定性。

普林斯顿大学的研究人员开发了一种新模型，该模型将使工程师能够以比以前所需的计算能力低得多的计算能力准确预测燃烧过程的特征。新模型打破了高效但狭义有用的模型与通用性强但计算量大的模型之间的长期权衡问题。

工程师依靠仿真来设计效率更高，排放更低的发动机，燃气轮机和火箭，或者预测火势蔓延。到目前为止，他们有两种选择来预测在这种情况下燃料将燃烧。他们可以使用准确但运行成本很高的模型，因此对于许多用途来说不切实际。或者，他们可以使用更快，更便宜的燃烧模型，但通常用处不大，因为他们要求工程师甚至在运行模拟之前就了解燃烧系统的所有细节。

普林斯顿大学机械与航空工程副教授迈克尔·穆勒说：“只有那些模型。”

现在，穆勒(Mueller)的研究团队已经开发出一种新的燃烧建模方法，该方法将计算昂贵的模型的严格性和通用性与简化模型的计算速度和效率结合在一起。

Mueller的团队在《燃烧学会学报》上发表的两篇论文中，描述了他们对燃烧建模的新方法。穆勒实验室的研究生，论文的合著者克里斯蒂安·莱西(Cristian Lacey)说，这项工作不仅是改进的燃烧模型的结合，而且是在燃烧模拟软件中实现模型的全新方法。

新模型可以有效地预测湍流火焰的稳定性，这是受燃料-空气混合影响的温度突然升高的位置。图片来源：普林斯顿大学

莱西解释说，计算上昂贵的模型通过求解燃烧中所有化学物质(称为化学物种)的方程来工作。通常，这些运算会运行成千上万个方程，这会使仿真的计算量极大，而典型的仿真通常需要在数千个处理器上花费几天或几周的时间。

莱西说：“但是，相反，这些化学物种的进化可以归纳为几个变量。” “挑战在于识别这些变量以及详细的化学成分如何取决于这些变量，我们称之为“歧管”。