Българският Национален център за суперкомпютърни приложения е част европроекта CoEC, който ще разработва  ново поколение двигатели и централи с нулеви емисии  

Партньор в европроекта е концернът "Ролс Ройс"

Националният център за суперкомпютърни приложения участва в европроект, чиято цел е Европа да има ново поколение двигатели за автомобили и самолети, щадящи природата, чисти горива и централи с нулеви емисии, съобщиха оттам.

Идеята на проекта Center of Excellence in Combustion (CoEC) е с координирани усилия, с фундаментални и практически научни изследвания и иновации да се създадат икономически жизнеспособни решения за постигане на нулеви въглеродни емисии и неутрална европейска икономика по отношение на климата.

Координатор на проекта е Центърът за суперкомпютри в Барселона. Самият CoEC е изпълнение на стратегията на ЕС за постигане на нулеви нетни емисии на парниковите газове до 2050 г. и бюджетът му е над 5,6 милиона евро.

11-те научни центрове, които са част от CoEC са си поставили за цел до септември 2023 г., с помощта на модерни технологии за моделиране и симулации да проучат процеса на изгаряне на горива, нови горивни технологии и да разработят варианти за трансформиране на европейския енергиен и транспортен сектор. Сред задачите, които си поставят е и създаването на усъвършенстван симулационен софтуер за изследване изгарянето на водорода, съобщиха още от суперкомпютърния ни център.

Фундаменталното проучване на водорода е ключово, тъй като на него ще се разчита в бъдеще да замени въглищата, нефта, нефтопродуктите и природния газ.

Генерирането на зелен водород от възобновяеми енергийни източници или чрез Power-to-X (P2X) технологии, изискват свърхгъвкави и чисти електроцентрали, които да компенсират колебанията в производството и променливите във възобновяемите енергийни източници.

За постигане на целите на проекта учените ще се фокусират върху фундаменталните и технологичните проблеми с помощта на директни цифрови симулации (DNS) и симулации на големи вихри (LES).

Изчисленията са свързани с огромен обем масивно паралелни алгоритни и с Exascale изчисления на суперкомпютри, достигащи скорости в диапазона Exaflop/s (10 на 18-а степен операции с плаваща запетая в секунда). Прогнозите са, че именно те ще са определящи за високопроизводителните изчисления (HPC) през следващото десетилетие. Подобна скорост на изчисленията ще позволи на CoEC да се насочи към научни постижения в областта на изгарянето чрез разработване на усъвършенствани симулационни методологии, които могат да бъдат трансформирани в портфолио от услуги от най-висок клас. В същото време проектът ще подобри допълнително кодовете (стандартите) на ЕС за изгаряне, за да се справи с основните предизвикателства, присъщи на целите за декарбонизация.

"Преходът на Европа към Exascale даде възможност на CoEC да проучи жизнеспособността и надеждността на алтернативни горива като е-горивата и биогоривата в практически приложения, както никога досега", заяви Даниел Мира, координатор на CoEC и старши изследовател в Суперкомпютърния център в Барселона.

"Нашите изследвания ще окажат влияние върху декарбонизацията на енергийния и транспортния сектор чрез генериране на усъвършенстван софтуер за моделиране и симулация, който може да бъде интегриран в индустриалните работни потоци - убеден е Даниел Мира. - Този проект не само ще допринесе за разработването на изчислителни модели за подобряване на дизайна и работата на двигателите, но също така ще съдейства за цифровизацията на енергийния и транспортния сектор."

"В този проект България е ръководител в областта на Exascale изчисленията, на симулациите, свързани с изкуствения интелект, невронните мрежи и машинното обучение - казва изпълнителният директор на Националния център за суперкомпютърни приложения Кристина Капанова. - DNS физико-химичните изчисления са с толкова много уравнения, че ако само едно от тях се качи на обикновен компютър, той определено ще се затрудни. Би могъл да се справи, но само ако ни интересува някаква много малка част от горивния процес, а ние искаме да симулираме все по-големи и по-големи пространства и това без суперкомпютри е невъзможно. Точни изчисления и сигурност в резултата можем да имаме само с тях. В проекта ще използваме и различни видове изкуствен интелект, невронни мрежи и машинно обучение, за да ускорим процеса на работа."

Според Кристина Капанова изчисленията и изводите, които ще се направят по време на проекта ще подпомогнат създаването на нов тип двигатели със съвсем различен дизайн, ще се разработят нови инструменти и пречистващи технологии в сегашните двигатели, във въглищните централи, а също и във всички сфери, в които има изгаряне на въглища и биомаса. Нещо повече, предвижда се в рамките на проекта да се тестват нови чисти горива, ще се търсят начини как да се използват по-ефективно и по безопасен за околната среда и човека начин.

Решенията, които ще предложи CoEC ще засегнат всички типове двигатели - от тези в авиацията и селското стопанство, до тези в автомобилите, автобусите и др. Неслучайно един от партньорите в проекта е британският концерн "Ролс Ройс".

Целта на CoEC е да стане център в ЕС в областта на изгарянето с помощта на HPC-изчисленията и да се справи с настоящите и бъдещите предизвикателства за все по-чисти и ефективни системи. Затова конкретните цели на проекта са:

- Научни пробиви в областта на горенето, с помощта на изчисленията Exascale.

- Постигане на значителен напредък в предлагането на пазара на симулационни технологии за горене.

- Разработване на HPC-софтуер и алгоритми за ефективно използване на системи Exascale.

- Насърчаване на сътрудничеството между установените европейски общности, работещи в областта на изгарянето и HPC, създавайки Европейската общност за изгаряне с Exascale.

- Разработвяне на портфолио от услуги, което включва стандартизирани работни потоци и бази данни, насочени към съответните заинтересовани страни от академичните, индустриалните и публичните органи на управление.

CoEC е колективно начинание, обединяващо усилията в областта на Exascale-изчислителните технологии за справяне с фундаментални предизвикателства, свързани със системите за изгаряне и целите за декарбонизация, поставени от ЕС. Освен суперкомпютърните центрове в Барселона и София, останалите участници в проекта са Centre Europeen de Recherche et de Formation Avancee en Calcul Scientifique (CERFACS), RWTH Aachen University, Eindhoven University of Technology, University of Cambridge, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technical University of Darmstadt, ETH Zurich, Aristotle University of Thessaloniki и Forschungszentrum Julich (FZJ).

Повече подробности по проекта, можете да откриете тук.

Как протича процесът на изгаряне, симулиран на суперкомпютри, ще откриете тук, тук, тук и тук.