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

      Näin Norjan kohuhiihtäjä Emil Iversen reagoi Sami Jauhojärven saunakutsuun: ”Odotan tapaamista innoissani”

    2. 2

      Kuva: Robertin, 28, kahvihetki keskeytyi – todisti, kun poliisimaija pukkasi kaahailijan auton ulos tieltä

    3. 3

      Ammattilainen heivasi Stockmannin – "Kuihtuva, syvästi tappiollinen tavaratalo"

    4. 4

      ”Uimarenkaat omasta takaa” Katri Sorsan rehellinen kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa

    5. 5

      Norjalaiset raivostuivat Emil Iversenin nöyryyttämisestä suorassa lähetyksessä

    6. 6

      Mieti ennen kuin ostat: Uudesta Nokia 3310 -puhelimesta paljastui paha puute

    7. 7

      Kommentti: Sami Jauhojärven pelisilmä ei pettänyt taaskaan: anteeksiannon löylyt hieno ajatus kovan onnen hiihtäjille

    8. 8

      Sliipatun pukumiehen kodista paljastui mykistävä yllätys – toukat ryömivät isännöitsijää vastaan

    9. 9

      Aino-Kaisa Saarinen kertoo hetkestä, jolloin hänen unelmansa romahti: ”Vastauksena oli hiljaisuus”

    10. 10

      Petter Northugin viesti tv-kameran edessä Emil Iversenille: ”Hyvä, että kaadoit myös suomalaisen”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Sliipatun pukumiehen kodista paljastui mykistävä yllätys – toukat ryömivät isännöitsijää vastaan

    2. 2

      Emil Iversen perusteli törmäykseen johtanutta ratkaisuaan – menikö kohuttu tilanne todellakin 50–50?

    3. 3

      Iivo Niskanen paljasti Ylellä, mitä sanoi Norjan tähtihiihtäjälle maalissa – Sami Jauhojärvi latasi perään täyslaidallisen

    4. 4

      Petter Northugin viesti tv-kameran edessä Emil Iversenille: ”Hyvä, että kaadoit myös suomalaisen”

    5. 5

      Iivo Niskasen kaatanut Emil Iversen haluaa kotiin Lahden MM-kisoista – Norjan päävalmentajalta täystyrmäys

    6. 6

      Skandaali Oscareissa! Väärä elokuva julistettiin voittajaksi – paras elokuva olikin Moonlight

    7. 7

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    8. 8

      Mitkä sääret! Julmaa kritiikkiä saanut Hanna Sumari, 58, tanssi ylpeänä minimekossa – esitys meni mönkään: ”Olit pihalla koko ajan”

    9. 9

      Helsinkiläismies eli niin kuin naistenlehdissä kehotettiin – tässä kuvassa hän lataa kotona akkuja

    10. 10

      ”Uimarenkaat omasta takaa” Katri Sorsan rehellinen kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    6. 6

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    7. 7

      Yleinen virhe wc-pöntöllä: Tästä syystä pyttyyn jää helposti ”jarrutusjäljet”

    8. 8

      4 eri mitoilla varustettua miestä avautuu seksielämästään: ”Teen parhaani sillä, mitä minulla on”

    9. 9

      Anu Saagim haukkui Maria Veitolaa rumaksi suorassa lähetyksessä – Veitola harmistui studioyleisön reaktiosta: ”Yleisö nauraa ja taputtaa”

    10. 10

      Katri Sorsalta kuitti Anu Saagimille: ”Eestissä nainen näyttää herättyään tältä, meillä Suomessa tältä...”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Näin Norjan kohuhiihtäjä Emil Iversen reagoi Sami Jauhojärven saunakutsuun: ”Odotan tapaamista innoissani”

    2. 2

      Kuva: Robertin, 28, kahvihetki keskeytyi – todisti, kun poliisimaija pukkasi kaahailijan auton ulos tieltä

    3. 3

      Ammattilainen heivasi Stockmannin – "Kuihtuva, syvästi tappiollinen tavaratalo"

    4. 4

      ”Uimarenkaat omasta takaa” Katri Sorsan rehellinen kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa

    5. 5

      Norjalaiset raivostuivat Emil Iversenin nöyryyttämisestä suorassa lähetyksessä

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Sliipatun pukumiehen kodista paljastui mykistävä yllätys – toukat ryömivät isännöitsijää vastaan

    2. 2

      Emil Iversen perusteli törmäykseen johtanutta ratkaisuaan – menikö kohuttu tilanne todellakin 50–50?

    3. 3

      Iivo Niskanen paljasti Ylellä, mitä sanoi Norjan tähtihiihtäjälle maalissa – Sami Jauhojärvi latasi perään täyslaidallisen

    4. 4

      Petter Northugin viesti tv-kameran edessä Emil Iversenille: ”Hyvä, että kaadoit myös suomalaisen”

    5. 5

      Iivo Niskasen kaatanut Emil Iversen haluaa kotiin Lahden MM-kisoista – Norjan päävalmentajalta täystyrmäys

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    6. Näytä lisää