
IMOの排出目標の達成

IMO排出目標の達成
内燃機関(ICE)の燃焼、温度および排出物のシミュレーションは、国際海事機関(IMO)が設定した排出目標の達成において重要な役割を果たします1。海上ICE用の化石燃料の代替として、バイオ燃料やメタノールのカーボンニュートラル燃料、ならびにアンモニア-水素混合燃料にSI燃焼を使用し、アンモニア-ディーゼルデュアル燃料にCI燃焼を使用するゼロカーボンのアンモニアや水素などが存在します。各燃料オプションは、エネルギー密度、燃料補給、安全性の観点から異なる課題を提供します。

「持続可能な船舶エンジンのための高圧デュアル燃料燃焼システム」、Ricardo、MariNH3会議2025
CFDは、性能、熱効率、汚染物質および温室効果ガス(GHG)の排出と燃料スリップを予測するために、さまざまなブレンドの異なる燃料を調査するために使用されます。さらに、FEARCE-Vulcanは、物理モデルと半経験的相関に基づいて、CIおよびSI燃焼から生じるシリンダー内温度を予測するためのパワーシリンダーのユニークな3D FE熱モデルを提供します。1D-CFD WAVEでは、マルチヴァイブ燃焼モデルを使用して混合燃料の燃焼速度を計算し、VECTIS 3D-CFDは、高圧マルチ燃料インジェクタを必要とする高圧デュアル燃料(HPDF)燃焼システムをモデル化して、ディーゼルと液体アンモニアの遅れ噴射を実現します。

『低圧および高圧噴射の二重燃料モードにおけるディーゼルパイロット点火アンモニア燃焼エンジンの比較』、Li et al. (2022)
ICE シミュレーションでは、燃料組成の影響と汚染物質の形成を捉えるために詳細な化学が重要です。VECTIS 3D-CFD は、解決時間を短縮し、実用的で高精度な燃料および排出モデリングを可能にする独自の化学クラスタリング手法を使用します。

©Copyright SAE 2023-01-1603
潤滑油がトップリングを通過して燃焼室に入ることによって、さらなる排出が発生します。RINGPAKの3ピースオイルコントロールリング(OCR)モデルは、3つの別個のボディを使用して、各ボディ間の動的な相互作用を正確に捉えます。オイルの慣性によって駆動され、ピストンクラウンの表面を流れるオイルフローを評価するオイルトランスポートモデルと組み合わせることで、ピストンリングパックが最適化され、潤滑油消費(LOC)と排出を最小限に抑えることができます。
FEARCE-Vulcanは、詳細な熱の経路すべてを考慮した独自の反復有限要素ソリューションを使用して、決定的な構造調査のための信頼性が高く正確な予測ツールを提供します。
RINGPAKは、リングパックの動的挙動、潤滑、ガスフロー、オイル消費を定常状態および過渡モデルを使用して予測および最適化できる高度な2Dシミュレーションパッケージです。
WAVEは、圧縮性ガス流の質量、運動量、エネルギーの移動を支配するナビエ・ストークス方程式を解く1次元の計算流体力学(CFD)で、燃焼および排出のサブモデルを含んでいます。
VECTISは、従来の炭化水素、バイオ燃料、メタノール、アンモニア-水素混合およびアンモニア-ディーゼル二重燃料に対して、最先端の化学反応速度論、火炎伝播および排出モデルを使用する3D CFDツールです。
1 2023 IMO Strategy on Reduction of GHG Emissions from Ships, Resolution MEPC.377(80) Annex 1
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