Design più pulito
Il funzionamento sicuro, affidabile e pulito dei motori a combustione interna dipende in larga parte dal controllo del processo di miscelatura di aria e carburante prima dell'accensione. La miscelatura non influenza solamente il processo di combustione, ma anche la formazione di inquinanti e il rilascio di idrocarburi incombusti (HC). I progettatori devono affrontare la sfida di trovare un compromesso tra gli elevati rapporti di compressione necessari per ridurre le emissioni di diossido di carbonio e la combustione magra con zone di basse temperature per ridurre le emissioni di ossidi di azoto. I metodi sofisticati della simulazione Large Eddy (LES) hanno permesso di fare progressi nella modellizzazione delle instabilità di combustione e nel risolvere questi requisiti contrastanti. Durante il progetto MUSCLES è stata usata molto la diagnostica laser per raccogliere nuovi dati sperimentali e convalidare tali strumenti di previsione delle prestazioni. La fluorescenza indotta da laser (LIF) è stata usata specificamente dai partner di progetto del Laboratoire d'Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée per misurare la temperatura nelle particelle di combustibile. Nella durata di un singolo impulso laser, che normalmente dura pochi nanosecondi, è stato possibile scansionare le particelle di combustibile submillimetriche. Nello specifico, l'intensità di fluorescenza di un pigmento organico dissolto nel combustibile per due diversi colori è stata usata per stimare le variazioni di temperatura in volumi di combustibile sufficientemente piccoli. Mentre il volume delle particelle di combustibile in evaporazione cambiava rapidamente, questa tecnica ha un tempo di risposta abbastanza breve da effettuare misurazioni della temperatura precise. Per migliorare questa tecnica di misurazione in modo da poterla applicare ai motori aeronautici in condizioni operative reali, sono state incorporate misurazioni del diametro delle particelle. Tuttavia, è necessario un ulteriore lavoro di ricerca prima di poter generare mappe tridimensionali della temperatura per getti di carburante per aerei, come il cherosene, dentro alla camera di combustione.
