Zatwierdzone narzędzia programowe do projektowania silników
Spaliny z pojazdów powodują zanieczyszczenie powietrza w miastach oraz przyczyniają się do zmiany klimatu. Ustawodawcy europejscy znacznie ograniczyli dozwolone poziomy emisji spalin. W celu jak najszybszego spełnienia nowych wymogów inżynierowie przechodzą na metody komputerowe, aby uprościć i przyspieszyć proces projektowania. Firma Ford Werke AG połączyła siły z innymi producentami samochodów i instytutami naukowo-badawczymi w ramach projektu MINNOX R&D w celu obniżenia emisji tlenków azotu (NOx). Podmioty te nadzorowały gromadzenie danych eksperymentalnych pochodzących z próbnej wersji produkcyjnej silnika pracującego przy różnych obciążeniach. Następnie inżynierowie firmy Ford opracowali nowatorski sposób szacowania temperatury metalowych elementów silnika, łącząc metody obliczeniowej dynamiki płynów (CFD, Computational Fluid Dynamics) z metodami elementów skończonych (FEM, Finite Element Methods). Do zbadania wymiany ciepła między blokiem silnika, spalanym paliwem a płynami chłodzącymi użyto pakietu CFD o nazwie FIRE opracowanego przez firmę AVL, która odpowiada za koordynację projektu MINNOX. Oprogramowanie FEM posłużyło do uzyskania informacji związanych z dodatkowymi parametrami termodynamicznymi dla różnych faz materiałowych. Sprawdzenie poprawności danych wyjściowych modelu wykazało, że nie tylko poprawiła się dokładność, lecz dzięki znacznej automatyzacji procedury nastąpiło także znaczące skrócenie czasu potrzebnego na przeprowadzenie symulacji. Pozwala to na lepsze modelowanie emisji zanieczyszczeń, gdyż wytwarzanie tlenków azotu ściśle zależy od temperatury silnika. Nowe narzędzia zostaną użyte do optymalizacji konstrukcji silnika, aby w jak największym stopniu zredukować emisję tlenków azotu.
