فرایند کاهش مکانیزم خودکار به منظور مدلسازی احتراق در یک موتور HCCI با سوخت گاز طبیعی و هپتان نرمال

موتورهای احتراقی hcci، به دلیل مصرف سوخت و آلایندگی پایین، در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته‌اند. همزمان با پژوهش های آزمایشگاهی متعددی که در مورد این موتورها صورت گرفته است، مدلسازی ریاضی نیز همواره به عنوان ابزاری برای پیش‌بینی رفتار احتراقی، عملکردی و آلایندگی آن ها به کار رفته است. هرچند استفاده از سازوکارهای سینتیک شیمیایی مفصل در مدل های احتراقی به پیش‌بینی مناسبی از رفتارهای یادشده خواهد انجامید، اما از سوی دیگر این امر به افزایش قابل توجه زمان محاسبات خصوصاً در مدل-های احتراقی دقیق تر نیز منجر خواهد شد. در پژوهش حاضر، با هدف رفع این مشکل، فرایند کاهش مکانیزم در شرایط موتور احتراقی hcci مدنظر قرار گرفت. در این راستا، از یک مدل تک‌منطقه‌ای بهینه‌سازی شده به عنوان ابزار لازم برای شبیه‌سازی احتراق استفاده شد. براساس مطالعات انجام شده در این پژوهش، روش گراف روابط جهت دار به همراه انتشار خطا (drgep)، به دلیل زمان محاسباتی پایین در عین دقت بالا، به عنوان روش مناسب برای فرایند کاهش مکانیزم انتخاب شد. علاوه بر این، به جای رویکرد سنتی کاهش تک‌مرحله‌ای، از یک رویکرد نوین مبتنی بر کاهش تدریجی مجهز به کنترل خطا بهره گرفته شد. با این رویکرد، فرایند کاهش مکانیزم به صورت کاملاً خودکار در بازه وسیعی از شرایط کارکردی موتور hcci بر روی مکانیزم gri-mech3.0 برای شبیه‌سازی احتراق سوخت گاز طبیعی، و مکانیزم گالوویچف برای شبیه‌سازی احتراق هپتان نرمال اجرا شد. در انتهای این فرایند، اندازه این دو مکانیزم به ترتیب از 53 گونه و 325 واکنش، و 57 گونه و 290 واکنش، به مقادیر 24 گونه و 95 واکنش، و 42 گونه و 146 واکنش کاهش یافت. با این وجود خطای کاهش در همه حالت ها کمتر از 1 درصد باقی ماند.