燃料化学の精密なモデリングは、特に燃料組成の影響、優先蒸発、排出物の評価において、内燃機関（ICE）シミュレーションにおいて非常に重要です。このニーズは、e-fuelや従来の燃料とのブレンドの使用が増加するにつれて高まります。詳細な化学反応速度論は高い忠実度を提供しますが、計算コストがしばしばその実用的な応用を制限します。本稿では、3D CFDにおける複雑な燃料シミュレーションを加速するための拡張化学反応速度のクラスタリングアプローチを紹介します。以前に公開された手法に基づき、多成分燃料と強い局所的不均一性を持つ燃料を対象としています。ソース項の評価中に類似の熱化学状態を持つセルをグループ化することで、不必要な計算が削減されます。この方法は、単純な代替物から複雑なガソリン混合物まで、幅広い燃料に対して堅牢です。直接噴射ガソリンエンジンのベンチマーク結果とクラスタリング戦略の評価が提示されます。シミュレーションはVECTISで攪拌槽反応器アプローチを使用して実行されます。108の化学種を含むSIP 2.0化学メカニズムを使用した基礎となるトルエン基準燃料（TRF）で、ソース項評価における10倍のスピードアップと総シミュレーション時間の最大1.8倍の削減が精度を損なうことなく達成されます。商業E10ガソリンの液体特性にマッチするより複雑な代替燃料が構成されます。E10ガソリンを表す8つの燃料成分と382の化学種を持つ複雑な気相メカニズムが同じエンジンで評価され、達成された加速がより詳細な気相動力学でも維持されることを示しています。この能力により、現代のパワートレイン開発のニーズをサポートするICEアプリケーションにおける詳細な化学のより広範な使用が可能になります。

SAE 2026-01-0495
2026年4月14日から16日に開催されるWCX SAE World Congress ExperienceでRealisによって発表されます。