مركز معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لنمذجة التفاعلات عالية الإنثالبي المترابطة في مستوى الإكساسكيل (CHEFSI): نهج متكامل نحو فهم الظروف القاسية
أعلنت الإدارة الوطنية للأمن النووي التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية (NNSA/DOE) مؤخراً عن اختيار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) لإنشاء مركز أبحاث جديد مخصص لإحراز تقدم في مجال المحاكاة التنبؤية للبيئات القاسية، مثل تلك التي تُواجَه في الرحلات الأسرع من الصوت وإعادة الدخول إلى الغلاف الجوي. سيكون هذا المركز جزءًا من المرحلة الرابعة من برنامج التحالف الأكاديمي للعلوم التنبؤية التابع لـ NNSA (PSAAP-IV)، والذي يدعم أبحاثًا رائدة تُعزز القدرات التنبؤية للحوسبة عالية الأداء لتطبيقات العلوم والهندسة المفتوحة ذات الصلة بمجالات مهمة الأمن القومي.
أهداف المركز و منهجيته
يهدف مركز معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لنمذجة التفاعلات عالية الإنثالبي المترابطة في مستوى الإكساسكيل (CHEFSI) – وهو جهد مشترك بين مركز معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للعلوم والهندسة الحاسوبية، وكلية شوارزمان للحوسبة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ومعهد معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للنانوتكنولوجيا العسكرية (ISN) – إلى تسخير أجهزة الكمبيوتر العملاقة من مستوى الإكساسكيل وخوارزميات الجيل التالي لمحاكاة التفاعلات بين المواد الغازية والصلبة شديدة الحرارة والسرعة بتفاصيل غير مسبوقة. يُعد فهم هذه البيئات القاسية – التي تتميز بدرجات حرارة تزيد عن 1500 درجة مئوية وسرعات تصل إلى ماخ 25 – وتأثيرها على المركبات، أمراً بالغ الأهمية للأمن القومي، واستكشاف الفضاء، وتطوير أنظمة الحماية الحرارية المتقدمة.
القيادة والتعاون
سيعتمد CHEFSI على نقاط القوة الكبيرة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في النمذجة التنبؤية، والحوسبة عالية الأداء، والتعليم في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) للمساعدة في ضمان بقاء الولايات المتحدة في طليعة الابتكار العلمي والتكنولوجي. يُعد المركز واحدًا من خمسة مراكز جديدة لمحاكاة التنبؤ أعلنت عنها NNSA كجزء من برنامج يُتوقع أن يوفر ما يصل إلى 17.5 مليون دولار لكل مركز على مدى خمس سنوات.
البحث العلمي والابتكار
يهدف بحث CHEFSI إلى ربط محاكاة تفصيلية لتدفقات الغاز عالية الإنثالبي بنماذج للسلوك الكيميائي، والحرار، والميكانيكي للمواد الصلبة، مع التركيز على ظواهر مثل الأكسدة، والنترجة، والتآكل، والكسور. يمكن للنماذج الحاسوبية المتقدمة – التي تم التحقق من صحتها من خلال تجارب مصممة بعناية – معالجة قيود اختبارات الطيران من خلال توفير رؤى مهمة حول أداء المواد وفشلها. سيتم دمج نماذج الفيزياء عالية الدقة مع نماذج بديلة تعتمد على الذكاء الاصطناعي، والتحقق التجريبي، وأدوات حاسوبية متطورة من مستوى الإكساسكيل.
الفريق البحثي والتعاون الخارجي
يقود المركز البروفيسور راؤول رادوفيتسكي، ويضم فريق قيادي يضم كلاً من البروفيسور يوسف مرزوق، والبروفيسور نيكولاس هادجيكونستانتين، بالإضافة إلى باحثين مشاركين من مختلف أقسام معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. يتوقع CHEFSI التعاون على نطاق واسع مع مختبرات وزارة الطاقة/الإدارة الوطنية للأمن النووي الوطنية – مختبر لورانس ليفرمور الوطني، ومختبر لوس ألاموس الوطني، ومختبرات ساندي الوطنية – مما يوفر للطلاب والخريجين فرصًا بحثية مكثفة ودورات تدريبية في هذه المرافق.
اترك تعليقاً