实现国际海事组织排放目标

对内燃机（ICE）进行燃烧、温度和排放模拟将在实现国际海事组织（IMO）设定的排放目标中发挥重要作用。航运ICE有多种化石燃料替代方案，包括生物燃料和甲醇碳中性燃料，以及使用SI燃烧的氨-氢混合燃料和使用CI燃烧的氨-柴油双燃料的零碳氨和氢。每种燃料选择在能量密度、加注和安全性方面都带来了不同的挑战。

CFD用于研究不同混合燃料的性能、热效率、污染物和温室气体（GHG）排放以及燃料滑移。此外，FEARCE-Vulcan提供了一个独特的动力缸3D有限元热模型，采用物理模型和半经验相关性来预测不同类型燃料的压燃（CI）和火花点火（SI）燃烧引起的缸内温度。在1D-CFD WAVE中，多维燃烧模型用于计算混合燃料的燃烧速度，并且VECTIS 3D-CFD用于模拟需要高压多燃料喷射器的高压双燃料（HPDF）燃烧系统，以实现柴油和液态氨的后期喷射。

在ICE模拟中，详细的化学反应对于捕捉燃料成分的影响和污染物的形成至关重要。VECTIS 3D-CFD采用独特的化学聚类方法，可以加速求解时间，从而实现实用的高保真燃料和排放建模。

另一种排放来源是润滑油，它通过顶环进入燃烧室。RINGPAK 三件式油控环 (OCR) 模型使用三个独立体来精确捕捉各独立体之间的动态交互作用。结合油传输模型，该模型评估由油惯性驱动的扫过活塞冠表面的油流，意味着活塞环组可以优化以最小化润滑油消耗 (LOC) 和排放。

FEARCE-Vulcan 使用独特的迭代有限元解决方案，详细考虑所有热传导路径，提供可靠且准确的预测工具，用于有结论的结构调查。

RINGPAK 是一款先进的二维模拟软件包，它使用户能够利用稳态和瞬态模型来预测和优化活塞环组的动态、润滑、气流和油耗。

WAVE是一种一维计算流体动力学 (CFD)，用于求解控制可压缩气体流动的质量、动量和能量传递的Navier-Stokes方程，并包含燃烧和排放的子模型。

VECTIS 是一款 3D CFD 工具，利用尖端的化学动力学、火焰传播和排放模型，适用于传统碳氢化合物、生物燃料、甲醇、氨氢混合物和氨柴油双燃料。