Digitoday

Diesel-moottoreiden päästöjä kuriin CSC:n supertietokoneilla

Julkaistu: , Päivitetty:

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.
MAINOS (TEKSTI JATKUU ALLA)
MAINOS PÄÄTTYY

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

      Idols-tähti Jani Wickholm laihtui 30 kiloa paleodieetin avulla – ”Voin sanoa olevani ihan eri mies”

    2. 2

      Onko tämä vaatetus ok? Tosi-tv-kaunotar Kylie Jenner ohitti K18-säännöt – lähes kaikki näkyy

    3. 3

      Kaisa Mäkäräisen kilpakumppani lopetti vain 25-vuotiaana – kertoo nyt, mihin katosi viisi vuotta sitten

    4. 4

      Helsingissä etsitty 15-vuotias tyttö löytyi terveenä Turusta

    5. 5

      Teija osti vanhan hevosen 300 eurolla – sai pian superarvokkaan yllätysbonuksen

    6. 6

      Meksikon järistys surmannut ainakin 149 – raju video: viisikerroksinen asuintalo romahtaa sekunneissa

    7. 7

      Dyykkarit iskivät luteiden saastuttamaan jätelavaan Espoossa – ”Toivotaan, että tilanne on nyt hallinnassa”

    8. 8

      Rekkamiehelle tuomio seksipuuhilla rehentelystä teinipojalle – naisrahtarin syyte seksistä saman pojan kanssa kaatui

    9. 9

      Liivijengiläisen hurja syytevyyhti: Vartija käskytti kirveellä uhannutta ryöstäjää, kun pakoautosta alettiin ampua

    10. 10

      IS SEURAA: 7,1 magnitudin maanjäristys runteli Meksikoa – lähes 150 kuollut, uhreina kymmeniä lapsia

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Trafi aloittaa kampanjoinnin ylihuomenna: Kärkenä dieselautoilijalle luvassa oleva 17000 euron verolasku

    2. 2

      Tv-juontajalle kävi äärimmäisen kiusallinen moka minihameessa – suora lähetys yllätti katsojat: Kuvat leviävät

    3. 3

      Näitkö tämän pizzataksin? Soita hätänumeroon!

    4. 4

      15-vuotias tyttö katosi kotoaan Helsingissä – Poliisi: ”Ei luonnollista syytä kadota”

    5. 5

      Lionel Messi myi autonsa Petteri Koposelle – futistähden viesti auton kunnosta huvitti suomalaista

    6. 6

      Tanssii tähtien kanssa -tuomarin synkkä salaisuus paljastui – livahti tanssijoiden kanssa vehtaamaan: Petti miestään vuosia

    7. 7

      HS: Tuomittu lastenraiskaaja iski jälleen – uhri 12-vuotias tyttö

    8. 8

      Teija osti vanhan hevosen 300 eurolla – sai pian superarvokkaan yllätysbonuksen

    9. 9

      Onko tämä vaatetus ok? Tosi-tv-kaunotar Kylie Jenner ohitti K18-säännöt – lähes kaikki näkyy

    10. 10

      Tolppakamera räpsähti – syyttäjä päätti olla nostamatta syytettä auton omistajaa vastaan

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Tv-juontajalle kävi äärimmäisen kiusallinen moka minihameessa – suora lähetys yllätti katsojat: Kuvat leviävät

    2. 2

      Ruotsalainen Natasha, 24, hämmästyttää äärimmäisellä muodonmuutoksellaan – vanhemmat eivät hyväksy tyttärensä kauneusleikkauksia

    3. 3

      Emma otti loukkaantuneen eläimen kiinni – ymmärsi vasta sitten: ”Herranjumala, eihän se olekaan mikään koira”

    4. 4

      Kaksi tavallista naista testasi kohutun Lidl-malliston kiinnostavimmat vaatteet – tältä ne oikeasti näyttävät

    5. 5

      Mervi Tapola sairastui syöpään – ei voida parantaa: ”Järkytys oli hirvittävä”

    6. 6

      Jari Sillanpää kertoo nyt IS:lle tiistain tapahtumista – ”Olen todella pahoillani”

    7. 7

      Huutokauppakeisari myi 90-luvun muumimukin suurella summalla – löytyykö sinulta tämä harvinaisuus?

    8. 8

      Lähipiiri kertoo Sillanpään huumeidenkäytöstä: ”Jarille arki voi tuntua putoamiselta rotkoon”

    9. 9

      Entisen teinitähden tv-esiintyminen järkytti katsojia – luurangonlaiha laulaja kuin varjo entisestä: huumetesti paljasti karmivan totuuden

    10. 10

      Trafi aloittaa kampanjoinnin ylihuomenna: Kärkenä dieselautoilijalle luvassa oleva 17000 euron verolasku

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Idols-tähti Jani Wickholm laihtui 30 kiloa paleodieetin avulla – ”Voin sanoa olevani ihan eri mies”

    2. 2

      Onko tämä vaatetus ok? Tosi-tv-kaunotar Kylie Jenner ohitti K18-säännöt – lähes kaikki näkyy

    3. 3

      Kaisa Mäkäräisen kilpakumppani lopetti vain 25-vuotiaana – kertoo nyt, mihin katosi viisi vuotta sitten

    4. 4

      Helsingissä etsitty 15-vuotias tyttö löytyi terveenä Turusta

    5. 5

      Teija osti vanhan hevosen 300 eurolla – sai pian superarvokkaan yllätysbonuksen

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Trafi aloittaa kampanjoinnin ylihuomenna: Kärkenä dieselautoilijalle luvassa oleva 17000 euron verolasku

    2. 2

      Tv-juontajalle kävi äärimmäisen kiusallinen moka minihameessa – suora lähetys yllätti katsojat: Kuvat leviävät

    3. 3

      Näitkö tämän pizzataksin? Soita hätänumeroon!

    4. 4

      15-vuotias tyttö katosi kotoaan Helsingissä – Poliisi: ”Ei luonnollista syytä kadota”

    5. 5

      Lionel Messi myi autonsa Petteri Koposelle – futistähden viesti auton kunnosta huvitti suomalaista

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Tv-juontajalle kävi äärimmäisen kiusallinen moka minihameessa – suora lähetys yllätti katsojat: Kuvat leviävät

    2. 2

      Ruotsalainen Natasha, 24, hämmästyttää äärimmäisellä muodonmuutoksellaan – vanhemmat eivät hyväksy tyttärensä kauneusleikkauksia

    3. 3

      Emma otti loukkaantuneen eläimen kiinni – ymmärsi vasta sitten: ”Herranjumala, eihän se olekaan mikään koira”

    4. 4

      Kaksi tavallista naista testasi kohutun Lidl-malliston kiinnostavimmat vaatteet – tältä ne oikeasti näyttävät

    5. 5

      Mervi Tapola sairastui syöpään – ei voida parantaa: ”Järkytys oli hirvittävä”

    6. Näytä lisää