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

      Yllätys urheilugaalassa – Kimi Räikkönen asteli lavalle ja piti pitkän puheen: ”Ittekin tekemällä voi tulla ihan hyvä lopputulos”

    2. 2

      Nainen synnytti salaa vessassa – raskaudesta tietämättömät vanhemmat havahtuivat pamaukseen

    3. 3

      Yksi epäonninen sattuma pilasi Jussi Parviaisen teatteriuran – seuraukset piinanneet 30 vuotta: ”Mietin, miksi nousen sängystä ylös”

    4. 4

      Virkaanastujaisiin kolme päivää: Trumpille syyte kunnianloukkauksesta – taustalla ahdistelukohu

    5. 5

      Urheilugaalan tunteikkain hetki – tyttäret noutivat menehtyneen Aki Hintsan palkinnon: ”Surun keskellä olemme kiitollisia”

    6. 6

      Poliisi peitti omia jälkiään sarjahukuttajan kotitiellä

    7. 7

      Obama lieventää tietovuotaja Chelsea Manningin tuomiota – vapautetaan jo toukokuussa

    8. 8

      Leo-Pekka Tähden Sandra-vaimo liikuttui miehensä voitosta: ”Olo kuin urheilusuorituksen jälkeen”

    9. 9

      Jumalan teatterista 30 vuotta – missä he ovat nyt?

    10. 10

      Venäläismalli haastoi miljonäärirakkaansa oikeuteen, kun tajusi miehen halunneen vain seksiä – miehellä aivan eri näkemys suhteesta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Onko sinulla näitä piirteitä? Ne kertovat älykkyydestä

    2. 2

      Tällainen mies on karvalakin taakse piiloutuva, tuomiota pakeneva sarjahukuttaja – asianomistajilta karmea kuvaus

    3. 3

      Floridan poliisi julkaisi mykistävän videon rämeeltä – ”Kuka sanoi, että dinosaurukset ovat kuolleet sukupuuttoon?”

    4. 4

      Jethro Rostedt lupasi tv-ohjelmassa Monicalle, 37, työpaikan: odottanut jo vuoden, eikä töitä ole kuulunut

    5. 5

      Poliisi peitti omia jälkiään sarjahukuttajan kotitiellä

    6. 6

      Perhe etsii vastausta kammottavaan kuvaan – mitä tai mikä ilmestyi yhtäkkiä yöllä kotipihalla otettuun valokuvaan?

    7. 7

      Poliisi julkaisi kuvan: Tässä on etsitty sarjahukuttaja Pekka Seppänen

    8. 8

      Kaksoissurmasta epäilty on jatkosodan veteraani – oli parempikuntoisena pitänyt huolta puolisostaan

    9. 9

      Presidentti Tarja Halonen antoi Suomen korkeimpia kunniamerkkejä tyranneille

    10. 10

      Useat partiot etsivät vankilaan tuomittua sarjahukuttajaa – ”ei ollut kotonaan”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Madonna julkaisi haarovälikuvan – Piers Morgan: ”Oksensin aamupalani”

    2. 2

      Poliisi ampui miehen maaliskuussa – vainajan autosta löytyi kolkko kirje

    3. 3

      Valesotilas yritti huijata – Tiina vedättikin takaisin: ”Naurettiin ukkoni kanssa niin, että mahaan koski”

    4. 4

      Häikäisevän kaunis morsian! Mika Häkkinen ja Marketa pääsivät poroajelun kyytiin – suloiset lapset mukana

    5. 5

      Mikan ja Marketan rakkaustarina – saksalaislehti paljasti kaunottaren menneisyyden

    6. 6

      Perhe etsii vastausta kammottavaan kuvaan – mitä tai mikä ilmestyi yhtäkkiä yöllä kotipihalla otettuun valokuvaan?

    7. 7

      Kolme povekasta blondia: Natalie, 45, sekoitetaan jatkuvasti tyttäriinsä – erotatko kuvista kuka on äiti?

    8. 8

      Patrik Laineen sydän on puhdasta kultaa – vastasi pienen fanin kirjeeseen ikimuistoisella tavalla

    9. 9

      Suomalaisten kasvoilla näkyvä silmälasimalli on auttamattomasti out

    10. 10

      Floridan poliisi julkaisi mykistävän videon rämeeltä – ”Kuka sanoi, että dinosaurukset ovat kuolleet sukupuuttoon?”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Yllätys urheilugaalassa – Kimi Räikkönen asteli lavalle ja piti pitkän puheen: ”Ittekin tekemällä voi tulla ihan hyvä lopputulos”

    2. 2

      Nainen synnytti salaa vessassa – raskaudesta tietämättömät vanhemmat havahtuivat pamaukseen

    3. 3

      Yksi epäonninen sattuma pilasi Jussi Parviaisen teatteriuran – seuraukset piinanneet 30 vuotta: ”Mietin, miksi nousen sängystä ylös”

    4. 4

      Virkaanastujaisiin kolme päivää: Trumpille syyte kunnianloukkauksesta – taustalla ahdistelukohu

    5. 5

      Urheilugaalan tunteikkain hetki – tyttäret noutivat menehtyneen Aki Hintsan palkinnon: ”Surun keskellä olemme kiitollisia”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Onko sinulla näitä piirteitä? Ne kertovat älykkyydestä

    2. 2

      Tällainen mies on karvalakin taakse piiloutuva, tuomiota pakeneva sarjahukuttaja – asianomistajilta karmea kuvaus

    3. 3

      Floridan poliisi julkaisi mykistävän videon rämeeltä – ”Kuka sanoi, että dinosaurukset ovat kuolleet sukupuuttoon?”

    4. 4

      Jethro Rostedt lupasi tv-ohjelmassa Monicalle, 37, työpaikan: odottanut jo vuoden, eikä töitä ole kuulunut

    5. 5

      Poliisi peitti omia jälkiään sarjahukuttajan kotitiellä

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Madonna julkaisi haarovälikuvan – Piers Morgan: ”Oksensin aamupalani”

    2. 2

      Poliisi ampui miehen maaliskuussa – vainajan autosta löytyi kolkko kirje

    3. 3

      Valesotilas yritti huijata – Tiina vedättikin takaisin: ”Naurettiin ukkoni kanssa niin, että mahaan koski”

    4. 4

      Häikäisevän kaunis morsian! Mika Häkkinen ja Marketa pääsivät poroajelun kyytiin – suloiset lapset mukana

    5. 5

      Mikan ja Marketan rakkaustarina – saksalaislehti paljasti kaunottaren menneisyyden

    6. Näytä lisää