采用并行计算和简化机理的HCCI发动机多维模拟

摘要

HCCI燃烧过程多维数值模拟十分耗时.采用并行计算和简化机理对HCCI燃烧过程多维CFD模拟计算进行了加速对比.研究基于16-CPU计算机集群系统,采用消息传递的并行算法(Message-Passing Interface,MPI)方式计算.结果表明,内燃机HCCI燃烧多维燃烧模拟,采用8个CPU能获得最大收益:纯流动计算加速5倍,耦合化学反应流动计算加速4倍,简化反应机理又可加速9倍.通过优化选择并行计算CPU数量和反应机理,使得HCCI发动机单个循环模拟时间由一个月缩短到一天,大大提高了汽车发动机燃烧模拟计算的效率.而且采用三维CFD耦合化学反应的模拟计算,可以解析HCCI发动机着火燃烧过程,提供详细的流动、燃烧和排放物生成的瞬态信息.