بررسی سه‌بعدی موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن همراه با سینیتیک مفصل شیمیایی با سوخت متان و دی‌متیل‌اتر

موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن به­ عنوان نسلی جدید از موتورهای احتراق داخلی شناخته می‌شوند که با عرضه مناسب بازده و توان در حد موتورهای دیزل، توانسته‌اند مقدار آلاینده‌های NOx و مصرف سوخت را تا حد آشکاری کاهش دهند. با توجه به اهمیت این شیوه احتراقی، ابتدا مدل سه‌بعدی کوپل با سینیتیک مفصل شیمیایی در یک چرخه بسته با نتایج تجربی صحه‌گذاری شد که خطایی در حدود 5 درصد در تخمین بیشینه فشار را به همراه داشت. این مدل به­ گونه‌ای است که ابتدا، در هر گام زمانی، اطلاعات به ­دست آمده از حل صفربعدی در هر سلول در اختیار مدل سه ­بعدی قرار می‌گیرد و سپس معادلات سیالاتی و حرارتی حل می‌شوند که در صورت همگرایی به گام زمانی بعدی رفته در غیر این صورت حل معادلات سه‌بعدی تکرار می‌شود. سپس، احتراق در فشارهای اولیه و نسبت‌های هم‌ارزی مختلف بررسی شد که نتایج نشان می‌دهد افزایش نسبت هم‌ارزی و کاهش فشار اولیه موجب تاخیر در اشتعال می‌شود. جهت کاهش کوبش و بهبود عملکرد موتور در حالت متان خالص، از سوخت دوم، دی‌متیل‌اتر، استفاده شد که در یک نسبت هم‌ارزی ثابت، جایگزینی دی‌متیل‌اتر به جای متان موجب بهبود عملکرد شد. همچنین، در این کار گونه OH به­ عنوان گونه‌ای کنترلی مطرح شد که افزایش ناگهانی آن تطابق خوبی با نرخ آزادسازی گرما در هر دو حالت متان خالص و مخلوط متان و دی‌متیل‌اتر دارد.