Newswise — Исследования и разработки — это дорогостоящее мероприятие для любой компании, поэтому так много стартапов начинают с нового патента, совершенно новой идеи, фундаментально проверенной и готовой к масштабированию.

Для солидных компаний баланс R& D расходы с прибылью могут оказаться деликатной задачей. Современное компьютерное моделирование является сегодня важным компонентом разработки продукции, экономя компаниям миллионы долларов на повторном изготовлении и тестировании. Такое моделирование, будь то поиск новых химических веществ или материалов или моделирование задач машиностроения, требует много времени и денег, а для новых продуктов от концепции до производства требуются годы. И хотя многие из самых быстрых компьютеров в мире принадлежат частным лицам, создание такой вычислительной инфраструктуры является дорогостоящим и рискованным занятием. Вот почему государственное финансирование суперкомпьютеров имеет решающее значение для развития торговли в США.

Министерство энергетики США (МО ) недавно объявила о финансировании нового раунда отраслевого партнерства в рамках проекта «Высокопроизводительные вычисления для инноваций в энергетике» (HPC4EI ) программа. Эти проекты направлены на объединение МО высокопроизводительные вычисления (высокопроизводительные вычисления ) ресурсы частного сектора, чтобы помочь им повысить эффективность производства и изучить новые материалы для применения в экологически чистой энергетике.

МО Аргоннская национальная лаборатория поддерживает четыре проекта, предоставляя экспертные знания и доступ к своим суперкомпьютерным ресурсам. Сюда входят мощные системы Аргоннского вычислительного центра (АЛФФ ), а МО Пользовательский центр Управления науки и Ресурсный центр лабораторных вычислений Аргонны.

Компании не только получат выгоду от использования передовых вычислительных ресурсов, но также получат выгоду от сотрудничества с некоторыми из ведущих мировых высокопроизводительные вычисления эксперты. Аргонна является домом для исследователей, которые умеют использовать суперкомпьютеры и работают с коллегами над оптимизацией. высокопроизводительные вычисления и рабочие нагрузки искусственного интеллекта для систем.

В этом году Аргонн HPC4EI проекты включают партнерство с Ford Motor Company, Capstone Green Energy, Lakril Technologies Corporation и Power Systems Manufacturing.

« Широта этих наград показывает, насколько МО инвестиции в огромный Аргоннский высокопроизводительные вычисления Ресурсы и глубокий опыт могут помочь компаниям, большим и малым, улучшить свою продукцию, одновременно сокращая выбросы углекислого газа», — сказал Дэвид Мартин, менеджер по отраслевому партнерству и связям с общественностью компании АЛФФ .

Субраманиан Санкаранараянан, руководитель группы Аргоннского центра наноразмерных материалов, МО Пользовательский центр Управления науки возглавляет работу лаборатории в области исследований Ford Motor Company по повышению эффективности производства аккумуляторов. Шанкаранарайанан в сотрудничестве с исследователями Ford будет использовать высокопроизводительные вычисления моделировать и улучшать границу твердого электролита (БЫТЬ ) формирование, критический процесс для разработки стабильных литиевых батарей с длительным циклом зарядки для электромобилей. В настоящее время идет формирование БЫТЬ занимает неделю или больше, что является одним из наиболее трудоемких аспектов процесса производства аккумуляторов. Ускоряя БЫТЬ Исследователи могут помочь заводам по производству аккумуляторов значительно сократить потребление энергии и выбросы углекислого газа (СО ₂) выбросы.

Capstone Green Energy’s С200 Микротурбинная система для производства электроэнергии и тепла уже является «зеленой» технологией, но компания планирует работать с ученым-исследователем из Аргонна Деболиной Дасгупта, чтобы перепроектировать, оптимизировать и переоборудовать систему. С200 полностью работать на водородном топливе. Потребность Capstone в суперкомпьютерах частично обусловлена ​​вычислительным гидродинамическим моделированием, необходимым для оценки и сравнения конструкций с целью создания конфигурации, которая может обеспечить оптимизацию конструкции двигателя для систем сгорания и впрыска топлива. Эта новая попытка моделирования поможет Capstone перейти на водородное топливо, что приведет к снижению выбросов оксидов азота.

Сотрудничая с Lakril Technologies, ученый-вычислитель из Аргонна Джон Лоу занимается удалением части углерода с рынков красок, покрытий, клеев и суперабсорбирующих полимеров (подгузников) стоимостью 10 миллиардов долларов. Преобразуя кукурузу и другие источники сахара биологического происхождения в краски и покрытия, они стремятся сократить выбросы на 16 миллионов килограммов. СО ₂ ежегодно генерируется для производства акриловой кислоты, которая традиционно используется для создания этих продуктов. Использование Аргонны высокопроизводительные вычисления ресурсов, команда стремится улучшить производительность нового катализатора, который позволит перейти на экологически безопасное сырье из биомассы.

Производство энергетических систем (ПСМ ) предоставляет передовую технологию, которая позволяет газовым турбинам работать совместно с возобновляемыми газами, такими как водород, что приводит к чистому сокращению выбросов углерода в энергосистеме. Обратный отблеск является распространенной проблемой в системах сгорания, работающих на водороде, когда пламя из камеры сгорания попадает в сопло, вызывая повреждение оборудования. ПСМ работающий с ученым-компьютерщиком из Аргонны Шаши Айталом, будет использовать высокопроизводительные вычисления ресурсы в сочетании с искусственным интеллектом для моделирования изменений конструкции и оптимизации двигателя, чтобы понять и снизить риск возникновения ретроспективных кадров. Эти достижения помогут ПСМ в преобразовании оборудования, выделяющего выбросы углерода для производства электроэнергии, в более экологически чистые продукты, сжигающие водород, тем самым снижая выбросы и сокращая время и стоимость производства.

HPC4EI программа спонсируется МО офисы передовых материалов и производственных технологий, а также промышленной эффективности и декарбонизации в составе Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии и Управления ископаемой энергии и управления выбросами углерода.