Digitoday

Valikko

Diesel-moottoreiden päästöjä kuriin CSC:n supertietokoneilla

Polttoaineen pisarakokoa säätelemällä olisi mahdollista saavuttaa tasalaatuisempi polttoainehöyryn ja ilman seos ja näin ollen päästöttömämpi palaminen, ilmenee suomalaisesta tutkimuksesta.


Suomalaisen tutkijan Ville Vuorisen tutkimustyössä polttoainesuihkuja on simuloitu tieteen tietotekniikan keskuksen CSC:n supertietokoneilla.

Simuloinneilla on pystytty ennustamaan dieselpolttoaineen suihkun pisarakokojakauman vaikutus suihkun turbulenssiin. Tietoja käytetään polttoaineen ja ilman sekoittumisen ennustamiseen ja siten myös diesel-moottoreiden päästöjen minimointiin. Simuloinneissa on pystytty selittämään kokeellisissa suihkumittauksissa havaitut seikat: keskikokoisilla pisaroilla on taipumus klusteroitua tiettyihin kohtiin turbulenttia virtausta, kun taas pienet pisarat leviävät tasaisempana sumuna.

Turbulenssi on yksi tavanomaisimmista luonnonilmiöistä ja edellytys nesteiden ja kaasujen sekoittumiselle. Ilmiö on niin arkinen, että siihen ei oikeastaan kiinnitetä juurikaan huomiota jokapäiväisessä elämässä.

Tutkija kertoo, että asiat vain tapahtuvat omalla luonnollisella tavallaan: maito sekoittuu kahviin 'itsestään' tai tuuli heiluttelee puun lehtiä kuten aina ennenkin. Turbulenssi ei kuitenkaan ole täysin satunnainen ilmiö vaan se sisältää myös koherentteja, deterministisiä piirteitä, joihin voidaan vaikuttaa ja joista voidaan yrittää hyötyä. Turbulenssin tutkimuksessa laskennalliset keinot ovat avainasemassa: virtauksia kuvaavat Navier-Stokes-yhtälöt voidaan nimittäin ratkaista numeerisin keinoin ja näin saavuttaa tärkeää tietoa ilmiöstä itsestään.

Energiateknologia
ja päästöjenhallinta


Vuorisen mukaan kysymys turbulenssin hallinnasta liittyy olennaisesti energiateknologiaan ja päästöjenhallintaan.

Dieselmoottoreissa mielenkiinnon kohde on erityisesti polttoainepisarasuihkut, missä polttoaine pisaroidaan painesuuttimen avulla aivan kuten monissa kodinpiirin aerosolisovelluksissakin.

Erityisesti aihepiiri liittyy uusimpiin palamiskonsepteihin, kuten niin kutsuttuun HCCI-palamiseen (Homogeneous Charge Compression Ignition) missä ideana on ruiskuttaa polttoaine sylinteriin lämpötilojen ollessa alhaiset – mieluiten kiehumispisteen alapuolella. Tällöin suihkun sisältämät miljardit polttoainepisarat eivät höyrysty välittömästi ja näin ollen pisarat pääsevät leviämään muodostaen pisarasumun.

Koska pisarat luovuttavat liikemääränsä ympäröivälle kaasulle ja tuottavat merkittävän osan suihkun turbulenssista, olisi Vuorisen mukaan erityisen tärkeää ymmärtää miten pisarakoko vaikuttaa havaittuun dynamiikkaan. Pisarakokoa säätelemällä, esimerkiksi ruiskutuspaineen avulla, voisi nimittäin olla mahdollista saavuttaa yhä homogeenisempi polttoainehöyryn ja ilman seos ja näin ollen päästöttömämpi palaminen.

Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      X Factor -finalistin karu yllätys: kotiinpaluujuhlassa yleisökato – tyly kontrasti Saara Aallon Helsinki-hysteriaan

    2. 2

      Kihlasormus lensi Linnan jatkoilla – Heikki Lampelan ja Hanna Kärpäsen illalle dramaattinen päätös: ”Rapatessa roiskuu”

    3. 3

      Kadetti poistettiin rivistä kesken Linnan juhlien kättelyn – ”Hän alkoi voida huonosti”

    4. 4

      Järkyttävä tragedia golfin huipputurnauksessa – ”Kaikki ovat shokissa ja järkyttyneitä”

    5. 5

      Liivijengi jakoi kinkkuja Helsingissä – poliisi kiinnostui

    6. 6

      Ruben Stiller yllättäen pois tv-ruudusta

    7. 7

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    8. 8

      Hillitön Suomi-mainos kerää huomiota maailmalla: ”Kukaan järjissään oleva ei tulisi Helsinkiin marraskuussa…”

    9. 9

      Hiihdon olympiavoittajan kova väite: ”Venäjän maajoukkueessa oli paljon dopingia”

    10. 10

      Asianajaja Imatran kolmoismurhasta epäillystä: ”Hän ei puhu tästä asiasta”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Linnan jatkoilla nousi hässäkkä – Heikki Lampela ja Hanna Kärpänen sisään vahvassa juhlatunnelmassa: ”Haluan seikkailuja”

    2. 2

      Matti Vanhasen tyrmäävä naisystävä Heidi säväytti Linnassa – sahaperijättären mekko paljasti dekolteen

    3. 3

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    4. 4

      Poptähti Robinilla, 18, Linnan juhlien erikoisin puku ja eriparikengät – katso kuva! Aikoo maistella kuuluisaa boolia

    5. 5

      Kansanedustaja Tytti Tuppuraista, 40, ei ole tunnistaa – asteli Linnaan tyrmäävänä tiukassa punaisessa mekossa

    6. 6

      Pelaa Suomi-visaa: Vain suomalainen tietää vastauksen näihin 40 kysymykseen

    7. 7

      Linnan juhlien paljastavimmat iltapuvut – paljasta pintaa ja syviä kaula-aukkoja! Kuka räväytti eniten?

    8. 8

      Kuka on Linnan juhlien kuningatar – äänestä!

    9. 9

      Oaklandin tulipalossa kuolleen suomalaisen Hannan isä: ”Suru on ihan järjetön”

    10. 10

      Patrik Laine syö legendoja aamupalakseen – tämä kuva tekee hänelle kunniaa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    4. 4

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    5. 5

      Perhesyyt eivät painaneet? Mika Salolla teoria Nico Rosbergin lopettamisesta: ”Kukaan ei tajua sitä…”

    6. 6

      Todelliset syyt, joiden vuoksi naiset voihkivat seksin aikana

    7. 7

      Nainen teki ”pettämistestin” poikaystävälleen – lopputulos ei ilahduttanut, videolla jo 6 miljoonaa katselukertaa

    8. 8

      Eija, 32, huomasi vauvansa olevan erilainen – elämä muuttui pikkuhiljaa painajaiseksi

    9. 9

      Uutisvuodon Sipilä-vitsi hämmensi lauantai-iltana – Mitä lähetyksessä tapahtui?

    10. 10

      Saara Aallon uskomaton Chandelier-esitys sai Sharonin kyyneliin – ei saanut sanaa suustaan, juontaja joutui pelastamaan tilanteen

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      X Factor -finalistin karu yllätys: kotiinpaluujuhlassa yleisökato – tyly kontrasti Saara Aallon Helsinki-hysteriaan

    2. 2

      Kihlasormus lensi Linnan jatkoilla – Heikki Lampelan ja Hanna Kärpäsen illalle dramaattinen päätös: ”Rapatessa roiskuu”

    3. 3

      Kadetti poistettiin rivistä kesken Linnan juhlien kättelyn – ”Hän alkoi voida huonosti”

    4. 4

      Järkyttävä tragedia golfin huipputurnauksessa – ”Kaikki ovat shokissa ja järkyttyneitä”

    5. 5

      Liivijengi jakoi kinkkuja Helsingissä – poliisi kiinnostui

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Linnan jatkoilla nousi hässäkkä – Heikki Lampela ja Hanna Kärpänen sisään vahvassa juhlatunnelmassa: ”Haluan seikkailuja”

    2. 2

      Matti Vanhasen tyrmäävä naisystävä Heidi säväytti Linnassa – sahaperijättären mekko paljasti dekolteen

    3. 3

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    4. 4

      Poptähti Robinilla, 18, Linnan juhlien erikoisin puku ja eriparikengät – katso kuva! Aikoo maistella kuuluisaa boolia

    5. 5

      Kansanedustaja Tytti Tuppuraista, 40, ei ole tunnistaa – asteli Linnaan tyrmäävänä tiukassa punaisessa mekossa

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    4. 4

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    5. 5

      Perhesyyt eivät painaneet? Mika Salolla teoria Nico Rosbergin lopettamisesta: ”Kukaan ei tajua sitä…”

    6. Näytä lisää