Питер Келли Сенекал
Питер Келли Сенекал | |
---|---|
![]() | |
Род занятий | Инженер-механик , академик и автор |
Известный | Соучредитель конвергентной науки Разработка CONVERGE (программного обеспечения для вычислительной гидродинамики) Содействие технологической нейтральности на транспорте |
Академическое образование | |
Образование | Бакалавр физики Магистр машиностроения Кандидат технических наук, машиностроение |
Альма-матер | Университет Лоуренса Университет Висконсина-Мэдисона |
Диссертация | Разработка методологии проектирования двигателей внутреннего сгорания с использованием многомерного моделирования с проверкой экспериментально (2000 г.) |
Академическая работа | |
Учреждения | Университет Висконсина-Мэдисона Оксфордский университет |
Питер Келли Сенекал — инженер-механик , академик и писатель. Он является соучредителем и владельцем Convergent Science и одним из первых разработчиков CONVERGE, программного обеспечения для вычислительной гидродинамики. [ 1 ] Кроме того, он занимает должности приглашенного профессора в Оксфордском университете . [ 2 ] адъюнкт-профессор Университета Висконсин-Мэдисон , [ 3 ] и соучредитель и директор Консорциума вычислительной химии (C3). [ 4 ]
Сенекаль наиболее известен своей работой по разработке и использованию вычислительной гидродинамики в процессе проектирования двигателей , модели разрушения распыления LISA (линеаризованное распыление листа нестабильности), двигательной технологии, а также инициированием своих фирменных движений «обними свой двигатель». [ 5 ] и «будущее эклектично». [ 6 ] Он является автором и соавтором научных статей. [ 7 ] и две книги под названием «Двигатели и топливо для транспорта будущего» (которые он редактировал совместно) и «Гонки к нулю: нерассказанная история экологичного вождения» , получившие в 2022 году премию независимой прессы за окружающую среду. [ 8 ] Он также является лауреатом премии ASME в области двигателей внутреннего сгорания 2019 года. [ 9 ] награда HPCwire 2019 за лучшее использование HPC в автомобильной промышленности, [ 10 ] награда HPCwire 2021 года за лучшее использование HPC для анализа данных и искусственного интеллекта и награда HPCwire за лучшее использование HPC в промышленности в 2020 году, [ 11 ] 2021 [ 12 ] и 2022 год. [ 13 ]
Сенекаль является членом Общества инженеров автомобильной промышленности (SAE) и Американского общества инженеров-механиков (ASME). [ 14 ] и Институт горения. [ 15 ]
Сенекаль начал свою пропаганду транспортных технологий в 2016 году со своего на TEDx выступления «В защиту внутреннего сгорания» . С тех пор он является автором статей, статей, [ 16 ] [ 17 ] и книгу на эту тему, а также высказывавшуюся на конференциях, [ 18 ] [ 19 ] компании и университеты. [ 20 ]
Образование и ранняя карьера
[ редактировать ]Сенекаль получил степень бакалавра физики в Университете Лоуренса в 1995 году. Он получил степень магистра в 1997 году и степень доктора философии в 2000 году в области машиностроения в Университете Висконсин-Мэдисон . [ 3 ]
Карьера
[ редактировать ]Сенекаль начал свою академическую карьеру в качестве научного сотрудника с 2000 по 2001 год, а с 2018 года работает адъюнкт-профессором в Университете Висконсин-Мэдисон. [ 3 ] и приглашенный профессор Оксфордского университета с 2021 года. [ 2 ]
В 1997 году Сенекаль стал соучредителем Convergent Science, компании, специализирующейся на программном обеспечении для вычислительной гидродинамики, где он внес свой вклад в индустрию CFD, разработав программное обеспечение CONVERGE, которое устранило необходимость в определяемой пользователем сетке и представило новый процесс. [ 1 ] В 2004 году он также стал соучредителем My Virtual Band, веб-сайта, способствующего онлайн-сотрудничеству в создании музыки с открытым исходным кодом, который впоследствии был приобретен Net Music Makers в 2006 году. [ 21 ] В 2008 году он работал главным исследователем исследовательского проекта Управления министра обороны / ВВС и с тех пор работал со-руководителем проектов, финансируемых правительством, и CRADA . В 2016 году он стал соучредителем Консорциума вычислительной химии. [ 4 ] и работал заместителем председателя отдела двигателей внутреннего сгорания (ДВС) ASME с 2022 по 2024 год. Он является директором Консорциума вычислительной химии. [ 1 ] и был членом Совета консультантов секции Центральных штатов Института горения с 2014 года, [ 22 ] и председатель исполнительного комитета подразделения ASME ICE с 2024 года. [ 23 ]
Исследовать
[ редактировать ]Сенекаль внес свой вклад в область машиностроения, изучая вычислительную гидродинамику , двигатели внутреннего сгорания , электродвигатели , химию топлива и анализ жизненного цикла транспортных средств. [ 7 ] имеет три патента на свои разработки. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]
Вычислительная гидродинамика
[ редактировать ]Сенекаль на протяжении всей своей карьеры исследовал вычислительную гидродинамику. В совместном исследовании он смоделировал стабилизацию пламени дизельного распыления, исследуя влияние различных параметров на длину «взрыва» пламени, продемонстрировав согласие с экспериментальными измерениями и точный прогноз задержки зажигания в тяжелонагруженном дизельном двигателе с непосредственным впрыском. [ 27 ] Он также представил анализ линейной стабильности жидкого слоя с учетом газовых эффектов, поверхностного натяжения и вязкости, определив точку перехода для упрощения соотношения дисперсии и правильного прогнозирования характеристик распыления для вихревых распылителей давления в многомерном моделировании. [ 28 ] Эта модель, модель LISA, была успешно проверена на экспериментальных данных. [ 29 ] Кроме того, он смоделировал пламя распыления н-додекана, используя LES и детальную химическую модель горения, показав различия с прогнозами RANS и лучшее согласие с экспериментальными данными для прогнозов сажи в LES. [ 30 ]
Компания Senecal участвовала в разработке нового кода CFD, используя модифицированную декартову технику с разрезной ячейкой и передовые численные методы для моделирования сложных процессов двигателя. [ 31 ] Этот код CFD, CONVERGE, теперь используется для приложений в биомедицинских потоках, [ 32 ] ракетные двигатели, [ 33 ] ветряные турбины, [ 34 ] и электродвигатели. [ 35 ]
Двигатели внутреннего сгорания
[ редактировать ]Сенекаль исследовал двигатели внутреннего сгорания, ища возможности их оптимизации. Совместно с Э. Помранингом, К. Дж. Ричардсом и С. Сомом он предложил усовершенствованный подход к моделированию распыления с помощью адаптивного уточнения сетки (AMR), продемонстрировав его эффективность в различных сценариях распыления с мелкими размерами ячеек и проверенной сходимостью сетки. [ 36 ] Он также применил совмещенный метод объема жидкости (VOF) для моделирования потока внутри сопла и распыления, используя подход Эйлера с одним полем скорости для описания плотных распылений вблизи сопла и сверяя результаты с экспериментальными данными. [ 37 ]
Сенекаль был пионером в использовании генетических алгоритмов (ГА) в сочетании с CFD для создания более эффективных и экологически чистых двигателей, и его работа получила освещение в прессе. [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] Он разработал код KIVA-GA для оптимизации геометрии камеры сгорания в дизельных двигателях, добившись снижения выбросов и расхода топлива за счет одновременной регулировки девяти входных переменных. [ 41 ] Позже он объединил методологию оптимизации GA с кодом CFD своей компании CONVERGE. Кроме того, в 2022 году он стал соредактором книги «Двигатели и топливо для транспорта будущего» , в которой исследовал значение чистого транспорта, подчеркнув устойчивое доминирование двигателей внутреннего сгорания (ДВС), несмотря на растущее присутствие аккумуляторных электромобилей (BEV), подчеркнув постоянная потребность в повышении эффективности ДВС и сокращении выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах. [ 42 ] В 2021 году он основал серию вебинаров ASME «Будущее двигателей внутреннего сгорания», чтобы помочь информировать общественность о различных способах совершенствования двигателей по всему миру. [ 43 ]
Топливная химия
[ редактировать ]Сенекал является соучредителем и руководителем Консорциума вычислительной химии (C3). [ 4 ] Первая общедоступная версия механизма C3, C3Mech3.3, находится в свободном доступе для сообщества. [ 44 ]
Анализ жизненного цикла автомобиля
[ редактировать ]Сенекаль изучил анализ жизненного цикла транспортных средств (LCA) для оценки разнообразия в сфере транспорта. , написанной в соавторстве с Феликсом Личем, В своей книге «Гонки к нулю: нерассказанная история экологичного вождения» он обсудил устойчивый транспорт, включая двигательные системы, низкоуглеродное топливо и меры регулирования, подчеркнув важность сбалансированного подхода, включающего как внутренние технологии двигателей внутреннего сгорания и электромобилей для эффективного достижения низкого уровня выбросов. Они предложили гибридные системы как самый быстрый путь к сокращению выбросов CO2 на транспорте, подчеркнув необходимость сочетания технологий с учетом региональной специфики и призвав политиков установить цели по сокращению выбросов вместо введения технологических запретов. [ 45 ]
Позже Сенекал и его коллеги разработали методологию сравнения выбросов от BEV и гибридных электромобилей (HEV) на основе предельных показателей выбросов электроэнергии и других общедоступных данных. На момент публикации они показали, что сочетание технологий силовых агрегатов является лучшим путем к сокращению выбросов в транспортном секторе до тех пор, пока энергосистема США не сможет обеспечивать электроэнергией полностью электрическую инфраструктуру парка и работу транспортных средств с интенсивностью выбросов углекислого газа, которая приносит чистую экологическую выгоду. . [ 46 ] В 2023 году он опубликовал альтернативный проект декарбонизации легкового транспорта. [ 17 ]
Награды и почести
[ редактировать ]- 2018 г. – избран членом SAE.
- 2019 – Награда за лучшее использование HPC в автомобильной промышленности, HPCwire [ 10 ]
- 2019 – Премия за двигатель внутреннего сгорания, ASME [ 9 ]
- 2020, 2021, 2022 – Награда за лучшее использование HPC в промышленности, HPCwire [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
- 2021 г. - избран членом ASME. [ 14 ]
- 2021 – Награда за лучшее использование HPC для анализа данных и искусственного интеллекта, HPCwire
- 2022 – Премия независимой прессы в области окружающей среды [ 8 ]
- 2024 г. - научный сотрудник Института горения. [ 15 ]
- 2024 - Медаль SAE Джона Джонсона за исследования дизельных двигателей [ 47 ]
Библиография
[ редактировать ]Книги
[ редактировать ]- Гонки к нулю: нерассказанная история зеленого вождения (2021) ISBN 978-1468601466
- Двигатели и топливо для транспорта будущего (2022 г.) ISBN 978-9811687167
Избранные статьи
[ редактировать ]- Сенекаль, ПК; Шмидт, ДП; Нуар, я; Ратленд, CJ; Рейтц, доктор медицинских наук; Коррадини, ML (сентябрь 1999 г.). «Моделирование высокоскоростного распыления листов вязкой жидкости». Международный журнал многофазного потока . 25 (6–7): 1073–1097. Бибкод : 1999IJMF...25.1073S . дои : 10.1016/S0301-9322(99)00057-9 .
- Шмидт, Дэвид П.; Нуар, Идрисс; Сенекаль, ПК; Ратленд, CJ; Мартин, Дж. К.; Райц, Рольф Д.; Хоффман, Джеффри А. (март 1999 г.). «Вихревое распыление в ближнем поле». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/1999-01-0496 .
- Викман, Д.Д.; Сенекаль, ПК; Райц, Рольф Д. (5 марта 2001 г.). «Оптимизация геометрии камеры сгорания дизельного двигателя с использованием генетических алгоритмов и многомерного моделирования распыления и сгорания». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/2001-01-0547 .
- Сенекаль, ПК; Помранинг, Э.; Ричардс, К.Дж.; Бриггс, TE; Чой, CY; Макдэвид, РМ; Паттерсон, Массачусетс (3 марта 2003 г.). «Многомерное моделирование длины распыляемой жидкости в дизельном топливе с прямым впрыском и длины отрыва пламени с использованием CFD и параллельной детальной химии». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/2003-01-1043 .
- Сенекаль, ПК; Ричардс, К.Дж.; Помранинг, Э.; Ян, Т.; Дай, МЗ; Макдэвид, РМ; Паттерсон, Массачусетс; Хоу, С.; Шетаджи, Т. (16 апреля 2007 г.). «Новый декартов CFD-код с параллельными вырезами для быстрого создания сетки, применяемый к моделированию внутрицилиндровых дизельных двигателей». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/2007-01-0159 .
- Сенекаль, ПК; Помранинг, Э.; Ричардс, К.Дж.; Сом, С. (8 апреля 2013 г.). «Исследование сходимости сетки для моделирования распыления с использованием модели турбулентности LES». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/2013-01-1083 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Лидерство» . convercfd.com .
- ^ Jump up to: а б «Оксфордский университет | Факультет инженерных наук - Люди: Келли Сенекал» . eng.ox.ac.uk.
- ^ Jump up to: а б с «Сенекал, Келли – Междисциплинарные профессиональные программы – Университет штата Вашингтон – Мэдисон» . interpro.wisc.edu .
- ^ Jump up to: а б с «С3» . Консорциум вычислительной химии .
- ^ "#HugYourEngine | О проекте" . Обнимите свой двигатель .
- ^ "О" . Будущее эклектично .
- ^ Jump up to: а б «Питер Келли Сенекал» . ученый.google.com .
- ^ Jump up to: а б «Премия независимой прессы 2022 года» . Независимая ПрессАвария .
- ^ Jump up to: а б «Двигатель внутреннего сгорания» . www.asme.org .
- ^ Jump up to: а б « ЛУЧШЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ HPC В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» ЗА КОМБИНИРОВАНИЕ CFD, HPC И ИИ ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ВЫБРОСОВ ТЯЖЕЛОГО ТРАНСПОРТА — ПО CONVERGE CFD» . convercfd.com .
- ^ Jump up to: а б «Награда HPCwire за лучшее использование высокопроизводительных вычислений в промышленности за обеспечение быстрой оптимизации конструкции двигательных систем с использованием высокопроизводительных вычислений и машинного обучения — программное обеспечение CONVERGE CFD» . convercfd.com .
- ^ Jump up to: а б «Команды из Аргонны получили награду HPCwire за лучшее использование высокопроизводительных вычислений в энергетике и промышленности» . HPCwire .
- ^ Jump up to: а б «Разработка сверхвысокоэффективных водородных двигательных установок с помощью высокоэффективных вычислений получила награду HPCwire Award 2022 — программное обеспечение CONVERGE CFD» . convercfd.com .
- ^ Jump up to: а б «Список всех членов ASME» (PDF) .
- ^ Jump up to: а б «Сотрудники Института горения» . 20 июня 2017 г.
- ^ «Мнение | Давайте прекратим демонизировать двигатели внутреннего сгорания» .
- ^ Jump up to: а б «Обновление SAE – март 2023 г. – 9» . www.nxtbook.com .
- ^ «Лидеры отрасли встречаются в Детройте, чтобы обсудить трансформацию сектора мобильности» . www.sae.org .
- ^ «Международное собрание по силовым агрегатам, энергетике и смазочным материалам» (PDF) .
- ^ Фахми, Сэм (26 января 2022 г.). «Фирменные лекции, призванные привлечь в кампус лидеров мысли» .
- ^ «Net Music Makers приобретает мою виртуальную группу — PR Newswire APAC» . ru.prnasia.com .
- ^ «Консультационный совет | CSSCI» . cssci.org .
- ^ «Подразделение двигателей внутреннего сгорания (ДВС) – ASME» . www.asme.org .
- ^ «Метод и аппарат формирования сетки в моделях динамики многоячеечных систем» .
- ^ «Метод и устройство для обработки подвижных границ в многоячеечных компьютерных моделях гидродинамических систем» .
- ^ «Способ и устройство для реализации многосеточных вычислений для многоячеечных компьютерных моделей со встроенными ячейками» .
- ^ Сенекаль, ПК; Помранинг, Э.; Ричардс, К.Дж.; Бриггс, TE; Чой, CY; Макдэвид, РМ; Паттерсон, Массачусетс (3 марта 2003 г.). «Многомерное моделирование длины распыляемой жидкости в дизельном топливе с прямым впрыском и длины отрыва пламени с использованием CFD и параллельной детальной химии». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/2003-01-1043 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Сенекаль, ПК; Шмидт, ДП; Нуар, я; Ратленд, CJ; Рейтц, доктор медицинских наук; Коррадини, ML (сентябрь 1999 г.). «Моделирование высокоскоростного распыления листов вязкой жидкости». Международный журнал многофазного потока . 25 (6–7): 1073–1097. Бибкод : 1999IJMF...25.1073S . дои : 10.1016/S0301-9322(99)00057-9 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Шмидт, Дэвид П.; Нуар, Идрисс; Сенекаль, ПК; Ратленд, CJ; Мартин, Дж. К.; Райц, Рольф Д.; Хоффман, Джеффри А. (март 1999 г.). «Вихревое распыление в ближнем поле». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/1999-01-0496 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Пей, Юаньцзян; Сом, Сибенду; Помранинг, Эрик; Сенекал, Питер К.; Скин, Скотт А.; Манен, Жюльен; Пикетт, Лайл М. (декабрь 2015 г.). «Большое вихревое моделирование реагирующего факела с несколькими реализациями в условиях двигателя с воспламенением от сжатия». Горение и пламя . 162 (12): 4442–4455. Бибкод : 2015CoFl..162.4442P . дои : 10.1016/j.combustflame.2015.08.010 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Сенекаль, ПК; Ричардс, К.Дж.; Помранинг, Э.; Ян, Т.; Дай, МЗ; Макдэвид, РМ; Паттерсон, Массачусетс; Хоу, С.; Шетаджи, Т. (16 апреля 2007 г.). «Новый декартов CFD-код с параллельными вырезами для быстрого создания сетки, применяемый к моделированию внутрицилиндровых дизельных двигателей». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/2007-01-0159 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Шахид, Лабиб; Райс, Джеймс; Берхане, Хабен; Ригсби, Синтия; Робинсон, Джошуа; Гриффин, Линдси; Маркл, Майкл; Рольдан-Альзате, Алехандро (август 2022 г.). «Усовершенствованная CFD на основе 4D Flow MRI с адаптивным уточнением сетки для оценки динамики потока при коарктации аорты» . Анналы биомедицинской инженерии . 50 (8): 1001–1016. дои : 10.1007/s10439-022-02980-7 . ПМЦ 11034844 . ПМИД 35624334 .
- ^ «Численный анализ динамики сгорания в полномасштабном вращающемся детонационном ракетном двигателе с использованием моделирования больших вихрей» .
- ^ Се, Шэнбай (октябрь 2021 г.). «Модель приводной линии с выборкой скорости по Лагранжу и кусочной проекцией для моделирования ветряных турбин» . Ветроэнергетика . 24 (10): 1095–1106. Бибкод : 2021WiEn...24.1095X . дои : 10.1002/ср.2619 .
- ^ Гровер, Рональд О.; Ян, Сяофэн; Пэрриш, Скотт; Ночивелли, Лоренцо; Асталос, Кэтрин Дж.; Сом, Сибенду; Ли, Яньхэн; Бернс, Купер; Ван Гилдер, Джон; Аттал, Нитеш; Аванесян, Ошин (2022). «CFD-моделирование охлаждения концевых колец электродвигателя для улучшения терморегулирования» . Наука и технологии для энергетического перехода . 77:17 . дои : 10.2516/stet/2022015 .
- ^ Сенекаль, ПК; Помранинг, Э.; Ричардс, К.Дж.; Сом, С. (23 сентября 2012 г.). «Модели сходящегося по сетке распыления для моделирования CFD двигателей внутреннего сгорания». Осенняя техническая конференция Подразделения двигателей внутреннего сгорания ASME 2012 . стр. 697–710. дои : 10.1115/ICEF2012-92043 . ISBN 978-0-7918-5509-6 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Сюэ, К.; Баттистони, М.; Пауэлл, CF; Лонгман, Делавэр; Цюань, СП; Помранинг, Э.; Сенекаль, ПК; Шмидт, ДП; Сом, С. (апрель 2015 г.). «Эйлерова модель CFD и рентгеновская радиография для потока и распыления в соплах в двигателях внутреннего сгорания» . Международный журнал многофазного потока . 70 : 77–88. Бибкод : 2015IJMF...70...77X . doi : 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2014.11.012 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Шехтер, Брюс (19 сентября 2000 г.). «Дарвинистский подход к дизельному двигателю» . The New York Times – через NYTimes.com.
- ^ Трибьюн, Чикаго (8 апреля 2001 г.). «ВЫЖИВАЕТ САМЫЙ ПРИспособленный И ЧИСТЫЙ» . Чикаго Трибьюн .
- ^ «Дизельное разведение» .
- ^ Викман, Д.Д.; Сенекаль, ПК; Райц, Рольф Д. (5 марта 2001 г.). «Оптимизация геометрии камеры сгорания дизельного двигателя с использованием генетических алгоритмов и многомерного моделирования распыления и сгорания». Серия технических документов SAE (отчет). Том. 1. дои : 10.4271/2001-01-0547 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Двигатели и топливо для транспорта будущего . OCLC 1289373116 . [ нужна полная цитата ]
- ^ «Серия вебинаров ICED: Будущее двигателей внутреннего сгорания» . event.asme.org .
- ^ Донг, Шиджун; Ваньон, Скотт В.; Пратали Маффеи, Луна; Куккадапу, Гаутам; Нобили, Андреа; Мао, Цянь; Пелучки, Маттео; Кай, Лиминг; Чжан, Куйвэнь; Раджу, Мандхапати; Чаттерджи, Танусри; Питц, Уильям Дж.; Фаравелли, Тициано; Питч, Хайнц; Сенекаль, Питер Келли; Карран, Генри Дж. (март 2022 г.). «Новая подробная кинетическая модель суррогатного топлива: C3MechV3.3». Приложения в энергетике и науке о горении . 9 : 100043. Бибкод : 2022ApECS...900043D . doi : 10.1016/j.jaecs.2021.100043 . hdl : 11311/1202690 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Сенекаль, ПК; Лич, Феликс (декабрь 2019 г.). «Разнообразие в транспорте: почему сочетание двигательных технологий — это путь вперед для будущего флота». Результаты по инженерному делу . 4 : 100060. doi : 10.1016/j.rineng.2019.100060 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ Бертон, Тристан; Пауэрс, Скотт; Бернс, Купер; Конвей, Грэм; Лич, Феликс; Сенекаль, Келли (13 апреля 2022 г.). «САЭ МОБИЛУС» . Международный журнал электрифицированных транспортных средств SAE . 12 (1): 91–127. дои : 10.4271/14-12-01-0006 . [ нужен неосновной источник ]
- ^ «Д-Р КЕЛЛИ СЕНЕКАЛ ПОЛУЧАЕТ МЕДАЛЬ SAE JOHN JOHNSON ЗА ИССЛЕДОВАНИЕ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ» .