能源和热流体集团开发基于物理的模型来了解能源如何 通过流体和热系统产生、转换和传输。我们的工作 植根于热力学、流体力学和传热学，其应用 从内燃机和后处理系统到热管理 和暖通空调系统。
我们构建并应用一维和系统级模型来评估燃烧过程、柴油 后处理性能，包括 DOC、CPF 和 SCR 系统以及集成热能 管理架构。
我们的仿真工具包括 MATLAB 和 Simulink、GT-SUITE 和 GT-POWER、Simcenter Amesim、AVL CRUISE M、用于热系统的 KULI 以及 Argonne 的 GREET 和 Autonomie。 除了商业软件之外，我们还开发定制模型来解决特定研究 需要详细物理表示的问题。
这些建模功能支持研究、指导实验设计并提供 对复杂能源和热流体系统的定量洞察。
计算流体动力学 (CFD)
计算流体动力学 (CFD) 是 APS 实验室常用的高保真工具 系统优化有助于深入了解缸内燃烧 提前解决流场因素和压力分布等问题 原型验证。我们精通 CONVERGE，这是行业标准 用于燃烧 CFD 以及 Ansys Fluent。
下面的示例显示了 CONVERGE 中 RCCI 发动机的开循环 CFD 模型。
CFD 模型用于确定相对反应指数 (RRI) 分布 发动机不同的工况，如下图。
PR=20、FQ=4 毫克/周期和 (a) SOI=15°bTDC 时的相对反应指数 (RRI) 分布， (b) SOI=35°bTDC, (c) SOI=55°bTDC
CFD 在 Ansys Fluent 中的另一个应用是排气口的冷流分析 发动机项目以确定可能改进的程度和位置 以及拟议的端口设计如何与下游组件交互。造型 这在 3 维环境中表现出对气门导管形状的高度敏感性 以及一维分析中未捕获的内部弯曲半径。 3D CFD 显示流动分离 形成死区，有效减小端口截面积。
建模的端口形状也表明对流匹配的高度敏感 排气歧管靠近顶部，这里的高流速很容易受到干扰 由于垫圈或歧管匹配不一致。不仅仅是排气口， APS LABS 能够应用这种级别的分析来解决进气歧管等问题 流量分配、冷却和燃油喷射。这种水平的洞察力使我们能够 进入测试单元，知道所有可能的性能都在桌面上。