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儘管經過數十年的微調，平均內燃機仍然只將大約20%的燃料轉化為動力，並排放各種對人類和環境有害的排放物。
隨著客戶和政府比以往任何時候都更關注能源效率和汙染，發動機設計師感受到了壓力。因此，工程師們正在求助於先進的模擬軟體，以便在製造發動機原型之前很久就設計和測試各種想法。
通用電氣能源公司（GE Energy）燃燒和排放技術經理喬·西特諾表示，低排放，尤其是對於大型工業燃氣輪機而言，已成為一項關鍵的技術要求，特別是那些持續執行的燃氣輪機。通用電氣能源公司是通用電氣公司位於南卡羅來納州格林維爾的一個部門，也是發動機和燃氣輪機的製造商。新型且在很大程度上未經證實的生物燃料、液化天然氣、合成煤制氣體和氫氣的日益普及使設計挑戰更加複雜，他說。
更好的模擬軟體正在幫助工程師做得更好。西特諾說，開發低排放燃燒發動機需要“對燃燒動力學或非常快速的化學反應以及流體流動有基本的瞭解”。“你需要了解在這些燃氣輪機之一中發生的混合。”
通用電氣能源公司使用幾種不同的軟體程式來建立新型發動機的模型。計算流體動力學(CFD)軟體執行數百萬次計算，以3D模擬液體和氣體在燃燒器（發動機中燃料點火發生的部分）中的相互作用。西特諾說，他和他的團隊然後使用總部位於聖地亞哥的Reaction Design公司的ENERGICO和CHEMKIN-PRO軟體來模擬複雜的化學反應，包括它們可能產生的排放物。
在計算機建模和資料處理軟體出現之前，工程師們依賴於一種較慢的、試錯的方法來設計、製造和測試新型發動機，這種方法不允許他們取樣軟體模擬的許多不同條件。
Reaction Design銷售的軟體最初由新墨西哥州阿爾伯克基的桑迪亞國家實驗室開發，作為工程師觀察“否則無法觀察到的現象”的一種方式，執行長伯尼·羅森塔爾說。“你需要知道某物在投入製造之前將如何工作。”
1997年，該公司從桑迪亞購買了將成為CHEMKIN的軟體的權利。（ENERGICO於9月首次亮相。） 美國宇航局（NASA）使用Reaction Design的軟體來模擬使用生物燃料和其他替代燃料的噴氣發動機的執行，而美國能源部則使用該軟體作為其自由汽車計劃（於2002年啟動）的一部分，以促進氫作為汽車和卡車的主要能源的燃料電池的開發。
西特諾說，模擬軟體將燃料轉化為動力的反應建模時間縮短了一半，從而使“設計工程師可以騰出時間來完成更重要的腦力任務，即理解燃燒器內部實際發生的物理現象。”