US Environmental Protection Agency progetta motore dimostrativo grazie a tecnologia di simulazione ANSYS

Strumenti di modellazione della combustione permettono di realizzare un motore che dimostra la fattibilità dei nuovi standard sulle emissioni. 

Il motore EPA servirà a stabilire la raggiungibilità dei recenti standard in materia di consumi ed emissioni attraverso il miglioramento delle geometrie della camera di combustione, delle strategie di iniezione del carburante, della composizione dello stesso, nonché delle condizioni di lavoro delle valvole.  

Se da un lato prototipazione fisica e prove dirette sull’hardware sono in grado di guidare la progettazione di un motore, dall’altro risultano altresì molto costose e impegnative in termini di tempo. Utilizzando ANSYS FORTÉ, EPA può validare la progettazione del motore in un ambiente virtuale consentendo agli ingegneri di eseguire iterazioni di progetto più rapide ed economiche. FORTÉ è un software ora integrato in ANSYS a seguito dell’acquisizione di  Reaction Disegn, completata all’inizio di quest’anno.

“L’obiettivo del nostro programma Clean Technology Automotive è di ricercare, valutare e sviluppare tecnologie avanzate relative a motore e trasmissione che consentano di aumentarne l’efficienza, ridurre i consumi e le emissioni regolamentate quali ossidi di azoto e particolato, ed eliminare le emissioni di gas serra. Per farlo, dovevamo capire come i cambiamenti nella progettazione del motore potessero influenzare i processi di combustione”, ha dichiarato Matthew Spears, Heavy-Duty Onroad and Nonroad Center Director EPA’s Office of Transportation and Air Quality. “Utilizzando le soluzioni ANSYS per relaizzare simulazioni 3-D realistiche di motori a combustione interna, possiamo ottenere visibilità sui comportamenti critici in modo economico e tempestivo, nonché risultati accurati e predittivi che contribuiscano positivamente allo sviluppo del nostro motore di prova”.   

Le nuove direttive su consumi ed emissioni fanno parte di una normativa pubblicata da EPA e dal Department of Transportation’s National Highway Traffic Safety administration (NHTSA) e sono state pensate per ridurre ulteriormente le emissioni di gas serra e migliorare i consumi di carburante per modelli di veicoli leggeri dal 2017 fino al 2025. In combinazione con i precedenti standard EPA e NHTSA, il nuovo programma dovrebbe portare, nel 2025, a un veicolo che emetterà la metà dei gas serra rispetto ai modelli del 2010.

“Progettare motori ad alte prestazioni a combustione interna che soddisfino i requisiti normativi per la riduzione delle emissioni è forse la sfida più impegnativa mai affrontata dalle case automobilistiche odierne”, ha commentato Bernie Rosenthal, Responsabile della linea di soluzioni Reaction Design di ANSYS. “Siamo entusiasti di supportare l’agenzia EPA che utilizza le nostre soluzioni di simulazione per creare il suo motore di prova. La modellazione veloce, precisa e conveniente di Reaction Design risulta infatti fondamentale per lo sviluppo di prodotti che traducono affidabilità in funzionalità reali e portano a nuovi progressi nella tecnologia dei motori a combustione”.  

Oltre a una migliore comprensione delle dinamiche di combustione attraverso la modellazione CFD, l’EPA intende utilizzare le dettagliate funzionalità di modellazione di ANSYS per prevedere con maggiore precisione la quantità e la distribuzione del particolato, criteri fondamentali nella redazione  delle normative.

ANSYS, Inc. porta chiarezza e conoscenza per le più pressanti sfide di design attraverso simulazioni veloci, affidabili e accurate. La nostra tecnologia consente alle aziende di tutti i settori di prevedere con certezza il funzionamento dei loro prodotti nel mondo reale. I clienti si affidano al nostro software per garantire l’integrità di prodotto e il successo tramite l’innovazione. Fondata nel 1970, ANSYS ha un organico di oltre 2600 professionisti, molti dei quali esperti in settori quali l’analisi agli elementi finiti, fluidodinamica, elettronica ed elettromagnetica e ottimizzazione di progetto. Con sede a Canonsburg, Pennsylvania, U.S.A. e uffici in 75 paesi, ANSYS Inc. opera con il supporto di partner in oltre 40 paesi. L’azienda è presente in Italia con due uffici a Milano e Roma.