STAR ICE (dawniej STAR CD)

Model Lagrangian lub Discrete był opracowywany przez ponad 30 lat i był z powodzeniem stosowany w wielu różnych typach wtryskiwaczy, zarówno w silnikach wysokoprężnych, jak i benzynowych. W tym czasie nastąpiła olbrzymia ewolucja w układach wtrysku paliwa, na przykład systemy common rail i wielokrotne wtryski stały się powszechne, a ciśnienia wtrysku wzrosły o rząd wielkości; modele STAR-CD również ewoluowały, aby móc dokładnie modelować aerozole produkowane przez te systemy:

• Model ELSA (Eulerian-Lagrangian Spray Atomization), w którym przepływ wewnątrz i bezpośrednio poniżej otworu dyszy jest modelowany jako ciągła Eulerowska faza ciekła. Jest to połączone z modelem Lagrange’a poprzez wprowadzenie regionu przejściowego między reżimami Eulera i Lagrange’a, w którym pierwotny proces rozpadu jest modelowany za pomocą równania dla gęstości powierzchni cieczy. W ten sposób można natychmiast zobaczyć wpływ konstrukcji dyszy lub wtrysku i warunków pracy silnika.
• Model oparty na objętości cieczy (VOF) i dużej symulacji wirowania (LES). Zasadniczo ta technika modeluje wszystkie burzliwe skale, które są ważne dla zakłócenia i rozpadu ciągłej fazy ciekłej.

Paliwa i szczegółowe modelowanie chemii paliw stają się coraz ważniejsze. Na całym świecie rośnie wykorzystanie mieszanek paliwowych “E” i “B” w transporcie naziemnym; istnieją ogromne rezerwy gazu ziemnego, a ich niskie emisje sprawiają, że są one idealnymi kandydatami do wytwarzania energii. Dlatego wymóg dokładności modelowania spalania, a w szczególności przewidywanie emisji, jest coraz istotniejszy. Aby rozwiązać ten problem, STAR CD wprowadził uogólnioną szczegółową chemię, w której mechanizmy chemiczne opracowane w oprogramowaniu do modelowania chemicznego mogą być stosowane w modelach spalania.

.

Turbulencje wpływają bezpośrednio na wszystkie procesy w cylindrze, a modelowanie turbulencji i ich wpływu na przepływ, mieszanie, parowanie paliwa i spalanie mają kluczowe znaczenie dla osiągów silnika. STAR ICE wyposażono w Modele Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS), a odpowiednie modyfikacje do standardowych modeli k-ε i k-ω są dołączane w celu uwzględnienia indukowanego kompresją odkształcenia na polu turbulencji, niskich efektów liczby Reynoldsa i przenoszenia ciepła.

Procesy w silnikach IC są niezwykle złożone i obejmują turbulencje, przenoszenie ciepła, 2 fazy, parowanie i mieszanie, dynamikę uderzeniową ścianki rozpryskowej i oddziaływania lms, chemii i turbulencji z chemią, efekty gazu ziemnego, promieniowanie itp. STAR ICE (STAR CD) został opracowany w celu włączenia odpowiednich modeli i opracowania najlepszych praktyk do symulacji tych zjawisk. Dokonano obszernych porównań z danymi eksperymentalnymi, tak aby dać pewność, że wyniki są wiarygodne.