Das Labor für Verbrennungsmotoren und Abgasnachbehandlung beschäftigt sich im Bereich Simulation Thermodynamik mit der Prozess- und Ladungswechselrechnung von Otto- und Dieselmotoren. Aktuelle Forschungsprojekte befassen sich vor allem mit der Simulation unterschiedlicher Aufladekonzepte.
Ziel der Prozessrechnung ist es, den gesamten Motorprozess thermodynamisch zu modellieren. Dabei werden die gasführenden Bauteile mit den Gesetzmäßigkeiten der eindimensionalen Strömungsmechanik abgebildet. Zur Berechnung des Verbrennungsprozesses im Brennraum werden in der Regel nulldimensionale Mehrzonenmodellen mit vorgegebenen Brennverläufen eingesetzt, wodurch sehr kurze Berechnungszeiten möglich sind.
Das Forschungsgebiet der Motorprozessrechnung steht zudem im engen Kontakt mit den experimentellen Untersuchungen. Einerseits sind experimentelle Ergebnisse notwendig, um die erstellten Simulationsmodelle zu validieren und stetig zu verbessern. Andererseits können mit der Simulation wichtige Größen wie ein- und ausströmende Massen, Restgasgehalt sowie die Zylindermasse bei Einlassschluss bestimmt werden, die messtechnisch nur sehr schwer erfassbar sind. Durch eine detaillierte Ladungswechselrechnung, auf Basis der gemessenen Druckverläufe im Ein- und Auslasssystem, können diese Größen in der Simulation berechnet und zur weiteren Analyse der experimentellen Ergebnisse genutzt werden.