استكشاف نشوء السخام من خلال النمذجة العشوائية، التعلم الآلي، والديناميكا الهوائية

من المعروف أن انبعاثات جزيئات السخام لها العديد من الآثار السلبية على المناخ والصحة، وتقليل انبعاثاتها هو مصدر قلق رئيسي. تكون السخام في اللهب هو عملية فيزيائية وكيميائية معقدة. واحدة من الخطوات الأقل فهماً في عملية تكون السخام هي نشوء السخام، الانتقال الأولي من جزيئات اللهب الغازية إلى جزيئات السخام الصلبة. إن الفهم غير الكامل لنشوء السخام قد عاق جهود النمذجة، وبالتالي القدرة على تقليل انبعاثات السخام. ويرجع ذلك جزئياً إلى تعقيد كيمياء اللهب، فإن العديد من نماذج النشوء العددية الحالية لا تلتقط بالكامل الفروق الدقيقة الهامة في تكوين سوابق السخام وبالتالي في تكوين السخام نفسه. تهدف هذه الرسالة إلى البدء في دمج أداتين حاليتين لمحاكاة الاحتراق تُدعى CoFlame وSNapS2، لإنشاء نموذج تنبؤي محسن للنشوء باستخدام التعلم الآلي، ولتقديم أوصاف تفصيلية لخصائص سوابق السخام من أجل إبلاغ تطوير نماذج نشوء عددية دقيقة ومعممة في المستقبل. تنقسم هذه الرسالة إلى دراستين. تصف الدراسة الأولى تطوير أداة جديدة للتنبؤ بالنشوء تعتمد على التعلم الآلي تجمع بين الأكواد الحالية لمحاكاة CoFlame وSNapS2. تستخدم الدراسة الثانية كود SNapS2 لتقديم توصيفات مفصلة لأنواع اللهب الغازية التي تسهم في نشوء السخام.