شگفتی ها و تازه های فیزیک

محققان طی یکی از بزرگترین شبیه سازی های رایانه ای که تا کنون انجام گرفته است و با کمک ابر رایانه ای متشکل از 65 هزار پردازشگر موفق به شبیه سازی خود احتراقی در جریانی متلاطم از هوای داغ شدند. نتیجه این شبیه سازی می تواند در تولید مدلهای بهتر مواد آتش زا و کاهش هزینه های ناشی از آزمایش بر روی این مواد تاثیر داشته باشد.

محققان در لابراتوار سیستمهای احتراقی و شیمیایی، حرارتی به تازگی نتیجه این شبیه سازی واکنشی بزرگ را ارائه کرده اند. خود احتراقی هیدروژن در جریانی از هوای داغ در اصل تجربه ای آزمایشگاهی است که انجام آن از طریق رایانه امکان پذیر خواهد بود. در این شبیه سازی سوخت در اثر افزایش حرارت و فشار مشتعل شده و آتش می گیرد.

به گفته محققان برتری این شبیه سازی نسبت تجربه های آزمایشگاهی در این است که اطلاعاتی از قبیل شتاب جریان، حرارت، فشار و تمرکز مواد شیمیایی را می توان از طریق شبیه سازی با دقتی بالا و جزئیات بالای زمانی و فضایی به دست آورد. در حالی که دست یافتن به چنین اطلاعاتی در آزمایشهای واقعی امری کاملا غیر ممکن به شمار می رود.

نرم افزاری که برای انجام این شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفته است تا کنون در رایانه های کم مصرف تر عملکرد بسیار مناسبی را از خود نشان داده است. شبیه سازی واکنشی خود احتراقی در یکی از بزرگترین ابررایانه های پر بازده جهان در IBM انجام گرفته است. در این ابررایانه به منظور محاسبه و پردازش شبیه سازی 11 میلی ثانیه از خود احتراقی در زمان واقعی از بیش از 65 هزار پردازشگر به مدت 12 روز استفاده شد.

مرحله بعدی این تحقیقات که از پیچیده ترین مراحل آن نیز به شمار می رود، تحلیل و بررسی اطلاعاتی است که از شبیه سازی به دست آمده است.

به گفته دانشمندان داشتن درک بهتر از پدیده خود احتراقی برای تولید موتورهایی با کارایی بالاتر از اهمیت زیادی برخوردار است. محققان دلیل استفاده از سوخت هیدروژن در شبیه سازی را افزایش زمان پردازش اطلاعات رایانه به دلیل پیچیده تر بودن ساختار شیمیایی سوختهای فسیلی اعلام کردند. در عین حال هیدروژن در حال تبدیل شدن به یکی از مهمترین سوختهای آینده است و دست یافتن به خصوصیات احتراقی آن می تواند نحوه استفاده از این سوخت پاک را در آینده متحول سازد.