Exascale computing verlegt de grenzen van koolstofafvang.  • register

Exascale computing verlegt de grenzen van koolstofafvang. • register

De wereldwijde uitstoot van kooldioxide is in 40 jaar met 90% gestegen en de impact is deze zomerweek bijzonder scherp gevoeld.

Het zou handig zijn om deze feiten en CO te begraven.2 Dit is waar de CO2-afvanginspanningen op gericht zijn.

Het doel van koolstofafvang is het afvangen van CO.2 Zak de faciliteit op de loslocatie in en isoleer deze ondergronds. Het doel is natuurlijk om te voorkomen dat het in de atmosfeer terechtkomt, maar het proces zelf gaat gepaard met enkele vervelende bijproducten die moeten worden opgeslagen en beheerd.

Er zijn verschillende methoden, afhankelijk van het type reactor, maar een van de meest veelbelovende is nog in ontwikkeling. Het kan innovatief zijn omdat het lachgas en andere derivaten uit de vangreactie verwijdert. Het probleem is dat naarmate de reactor groter wordt, ook de complexiteit van het probleem toeneemt, waardoor het moeilijk wordt om dit op een zinvolle schaal te doen.

Ironisch genoeg vereist het CO.2– Maak een supercomputercentrale om CO . te kraken2 Vastleggen probleem. In dit geval is de 21 megawatt Frontier, Amerika’s eerste exascale supercomputer in het Oak Ridge National Laboratory, een van de weinige hydro-aangedreven HPC-reuzen.

De Amerikaanse National Energy Technology Laboratory (NETL)-wetenschapper Jordan Musser leidt later dit jaar een poging om de haalbaarheid te modelleren van het verplaatsen van schone koolstofafvang van kleine laboratoriumexperimenten naar veel grotere schalen met behulp van een volledige Frontier-supercomputer. Schaal.

Buiten het werk van de NETL-groep zijn er ongeveer 20 projecten in behandeling die het grootste deel van de kern van een exaschaalmachine zouden kunnen verslinden, maar codemodellering voor een nieuwe benadering van koolstofafvang zou miljarden deeltjes individueel moeten volgen om een ​​gas te simuleren. – Robuuste interacties op een gedefinieerde tijdschaal. Zoals je je kunt voorstellen, is dit meer dan alleen rekenintensief.

“We gebruiken metaaloxiden om zuurstof voor de reactie te leveren, dus er is geen stikstof beschikbaar, dus er worden geen lachgas of andere bijproducten geproduceerd wanneer de reactie plaatsvindt met fossiele energiebronnen. Bovendien zijn de enige gassen die worden geproduceerd koolstof dioxide en water Waterdamp kan worden gecondenseerd om zuivere CO te verkrijgen.2 Streams voor gebruik of opslag”, legt Musser uit.

Het kleinschalige experimentele koolstofafvangsysteem van NETL met deze aanpak werkt al, maar “als we de reactor groter maken, blijft de deeltjesgrootte hetzelfde, maar alle stroomomstandigheden veranderen. Het menggedrag is anders en de hoeveelheid contact tussen het gas en de vaste stof is anders.” , waardoor de algehele prestaties van het apparaat veranderen.” Om de juiste hoeveelheid menging voor warmteoverdracht, chemische reacties en andere processen te verkrijgen die moeten worden aangepast aan een specifiek tijdvenster, moeten daarom de vorm en het stromingsgedrag worden gewijzigd.

“Het voordeel van de exascale-mogelijkheid is dat je een groter systeem met een veel hogere resolutie kunt bekijken”, zegt Musser. “Met beperkte rekenkracht hebben we de benadering van het systeem opgeruwd. Nu kunnen we middelgrote tot grote eenheden zien die ons naar het bereik van onze demopiloten leiden om inzicht te geven in bedrijfsomstandigheden of potentiële problemen.”

Schalen is niet lineair, zoals het verplaatsen van een kleine experimentele opstelling naar een veel grotere. Het is nog nooit zo eenvoudig geweest om de meeste of al uw computergebruik op een exascale-machine te kunnen gebruiken. Musser en zijn team moesten het fysieke model volledig herschrijven van legacy MFIX-code, het vervolgens naar de GPU porten en het testen.

Musser zei dat de code “ons in staat stelt om in de corrosieve omgeving van deze reactor te kijken en te zien hoe het proces werkt.” “Uitbreiding van legacy MFIX, dat voornamelijk wordt gebruikt voor apparaten op laboratoriumschaal, zal het komende decennium zorgen voor grotere probleemomvang, snelheid en nauwkeurigheid op exascale-computers zoals Frontier.” ®

Leave a Comment

Your email address will not be published.