Malgré ce succès, le plus significatif des problèmes de combustion, celui des moteurs de voiture, restait à l’abandon. Contrairement aux autres problèmes de combustion, la combustion moteur n’est pas stationnaire; se produisant dans un environnement aux géométries complexes et aux frontières mobiles. La simulation précise de la combustion au sein d’un moteur nécessitait également le développement de modèles multiphasiques afin de prendre en compte l’injection et les films liquides, ainsi que des modèles d’allumage, de combustion et de turbulence. Si l’on considère la nature transitoire du phénomène, la complexité de la physique impliquée et la taille importante des maillages requis, la solution aux problèmes de combustion au sein d’un moteur rendaient également nécessaire, bien entendu, le développement d’un algorithme solide et efficace capable de réaliser un grand nombre de pas de temps nécéssaires afin d’obtenir des résultats crédibles compte tenu des performances limitées du matériel informatique de l’époque.

Pr. Gosman publie la première simulation CFD axisymétrique d’un écoulement froid dans un moteur à piston en 1978 [5], puis consacre la plupart de la décennie suivante au développement de techniques qui permettront de simuler le processus de combustion au sein d’un moteur dans tous ses détails et en trois dimensions. Pour prendre en compte le mouvement des pistons et des valves, il développe une méthode novatrice de maillage mobile eulérien-lagrangien, qui inclut en définitive l’addition de couches de cellules et leur retrait pour éviter les problèmes numériques que l’on peut rencontrer dans les cellules fortement étirées. Dans le domaine de la modélisation d’injecteurs, il a co-développé également le modèle Huh-Gosman de pulvérisation de spray et le modèle d’impact sur paroi Gosman-Bai. Afin de pallier aux problèmes de stabilité et de temps de calcul, il met en place l’algorithme non itératif PISO, développé par son collègue de l’Imperial College, le Dr Raad Issa, qui offre une solution efficace à la question des écoulements compressibles transitoires en utilisant des pas de temps relativement grands.

Son travail et un grand nombre de développements postérieurs ont permis de créer le code CFD SPEED, développé en tant que collaboration semi commerciale entre l’équipe du Pr. Gosman et un certain nombre de partenaires industriels.

Les autres centres d’intérêt du Pr. Gosman ont été le développement de méthodes de simulation capables de gérer les géométries complexes réellement rencontrées dans l’ingénierie. Les codes CFD commerciaux de l’époque s’appuyaient presque exclusivement sur des grilles informatiques cartésiennes totalement structurées qui traitaient la complexité en utilisant une approche assez grossière de “marches d’escalier” ; une approche qui donnait de grandes inexactitudes pour toutes les géométries qui ne peuvent être représentées par un assemblage de cylindres et de boîtes. Une décennie passée à essayer de modéliser les géométries complexes de chambres de combustion et de systèmes d’induction finit par convaincre Gosman du besoin de développer une méthode plus solide de simulation, basée sur des maillages plus fidèles à la géométrie, pas seulement dans le cas de moteurs, mais également dans celui d’autres problèmes de CFD industrielle. Son objectif était donc de trouver un moyen de produire une méthodologie de maillage flexible, capable de répondre à toutes les géométries, quelque soit leur complexité. Après de nombreuses recherches significatives, il choisit finalement de se concentrer sur une approche basée sur les vitesses cartésiennes colocalisées, inspiré dans ce domaine par les travaux de Rhie et de Chow, qu’il généralise pour comprendre, d’abord partiellement puis complètement, les maillages CFD non structurés, y compris ceux avec une interface glissante.

Au milieu des années 1980, l’équipe du Pr. Gosman avait déjà assemblé une collection impressionnante d’outils de simulation, nombre d’entre eux très en avance sur les codes commerciaux qui commençaient à être publiés, surtout dans le domaine de la gestion des géométries complexes. Les tests et l’assistance apportés à SPEED avaient convaincu
le Pr Gosman que l’académie n’était pas l’environnement idéal pour développer un code CFD et, avec le Dr Raad Issa, il fonde donc la société Computational Dynamics Ltd dans le but de développer un code CFD industriel non structuré et qui épouse parfaitement les formes des géométries.