Szív, sűrít, gyújt, kipufog

768 ezer(!) számítógépes maggal az új autómotorokért

Az egyre szigorodó környezetvédelmi normák miatt folyamatosan fejlődnie kell az autóiparnak. Különösen igaz ez a dízelmotorokra, melyek lehető legpontosabb működését hatalmas számítási kapacitással sikerült végre modellezni.

2014.10.06 21:00Szilágyi Szabolcs - ma.hu
nyomtatásKinyomtatom
+Nagyobb betűméret-Kisebb betűméretbetűméret
Forrás: Argonne National Laboratory

A világ ötödik legnagyobb szuperszámítógépe három hétnyi megfeszített munkával állította elő az Argonne National Laboratory számára azt a szimulációt, melyben egy dízelmotor egyetlen hengerében lezajló üzemanyag égésének fél másodpercét modellezték. Ezzel egyben sikerült kivívniuk a világ legnagyobb dízelmotor-tesztjének elismerését is.

De miért volt szükség erre az eszméletlen kapacitásra? Nos, a tökéletes égés a kulcs: minél hatékonyabban zajlik le a folyamat a motortérben, annál kevesebb üzemanyaggal lehet egységnyi teljesítményt kicsikarni a szerkezetből. Ráadásul a tökéletesebb égés kevesebb károsanyag-képződéssel is jár. Itt volt tehát az ideje, hogy a dízelmotor gyújtási fázisának minden aprólékos mozzanatát megismerhessék a mérnökök.

Az Amerikai Energiaügyi Minisztérium 2011-es becslése szerint a mai dízelmotorok legjobbjai is az üzemanyag kémiai energiájának csupán 43 százalékát képesek mechanikai energiává alakítani. Az amerikaiak becslése szerint azonban még vannak tartalékok: nem tartják kizártnak, hogy a 60 százalékos hatásfok is elérhetővé válhat. Ehhez azonban már tényleg pontosan ismerni kell az égési folyamatot, minden egyes parányi részecske viselkedéséről tudni kell.

100 mikrométeres cellákra lebontva szimulálták az üzemanyag égéstérbe bejutása után következő elégetését - ehhez pedig már igencsak kellett a szuperszámítógép. A Mira névre keresztelt, az IBM Blue Gene architektúrájára alapuló masina 48 rackből áll, minden egyes rackben 1024 node dolgozik, az egyes elemek pedig egy 1,6 GHz-es, 16 magos processzort használnak. Összesen tehát 768 ezer mag és 768 terabyte-nyi RAM illetve az ezek által elérhető 10 petaflops állt a mérnökök rendelkezésére.

Ráadásul ez az eszeveszett teljesítmény a teljes égési folyamatnak mindössze egy fél másodperces szakaszának vizsgálatára volt elegendő. A mérnököknek egyszerűsíteniük kellett a szimuláción a valódi folyamathoz képest; az égési ciklusnak csupán a zárás részét tudták modellezni, amikor a szelepek zárva vannak és a kamrába sem be, sem onnan ki nem lép anyag. A sűrítés, begyújtás és kipufogás teljes folyamatát az összes hengeren is meglehet vizsgálni persze, de ehhez még a fenti szuperszámítógép is kevés.

Kapcsolódó írások:

Figyelem! A cikkhez hozzáfűzött hozzászólások nem a ma.hu network nézeteit tükrözik. A szerkesztőség mindössze a hírek publikációjával foglalkozik, a kommenteket nem tudja befolyásolni - azok az olvasók személyes véleményét tartalmazzák.

Kérjük, kulturáltan, mások személyiségi jogainak és jó hírnevének tiszteletben tartásával kommenteljenek!

Amennyiben a Könyjelző eszköztárába szeretné felvenni az oldalt, akkor a hozzáadásnál a Könyvjelző eszköztár mappát válassza ki. A Könyvjelző eszköztárat a Nézet / Eszköztárak / Könyvjelző eszköztár menüpontban kapcsolhatja be.