Met High-Performance Computing en Machine Learning naar de nieuwe generatie koolstofvrije verbrandingskamersystemen

Geciteerd met de ERC-Starting Grant: Prof. Dr. Abdulla Ghani.

Meer dan 80 procent van de wereldwijd verbruikte energie wordt opgewekt door verbrandingsprocessen. Aan deze waarde zal, volgens de huidige stand van kennis, op middellange termijn weinig veranderen. Verbrandingsprocessen, die bijvoorbeeld plaatsvinden in industriële hoogovens, huishoudelijke branders, draagraketten, gasturbines en motoren, hebben een negatieve invloed op het klimaat en er is actie nodig. Het doel is om het brandstofverbruik maximaal te verminderen, zodat verbrandingsprocessen efficiënter, schoner en stiller worden. Daarbij treden niet-stationaire fenomenen op, die voortvloeien uit de ongewenste interactie tussen de akoestiek, de verbranding en de stroming. Niet zelden leiden deze gebeurtenissen tot kostbare totale schade aan de prototypes in de ontwerpfase. Onderzoek en industrie streven ernaar deze processen fundamenteel te begrijpen, om daaruit de technologie voor morgen af te leiden.

Het interdisciplinaire project “Taming Combustion Instabilities by Design Principles (TACOS)”, waarvoor Prof. Dr. Abdulla Ghani is erkend met de ERC-Starting-Grant van de Europese Raad voor Onderzoek (European Research Council, ERC), onderzoekt hoe deze niet-stationaire fenomenen kunnen worden uitgesloten. “In het project combineer ik concepten uit de theoretische fysica met hoogontwikkelde numerieke stromingssimulaties van verbrandingsprocessen, waarvoor supercomputers nodig zijn voor de berekeningen. De hier gegenereerde gegevens worden met methoden van machinaal leren geanalyseerd om een aanvullende kennis te vergaren”, legt Prof. Dr. Abdulla Ghani uit, die aan de TU Berlijn het vakgebied “Data Analysis and Modeling of Turbulent Flows” leidt. De focus van zijn onderzoek ligt op het overwinnen van de huidige technologische barrières, zodat koolstofvrije brandstoffen zoals waterstof en ammoniak efficiënt kunnen worden gebruikt. “Zo kan mijn onderzoek een significante bijdrage leveren aan de energietransitie”, zegt Prof. Dr. Abdulla Ghani. Het project wordt gedurende vijf jaar gefinancierd met 1,5 miljoen euro.

Met de “Starting Grants” ondersteunt de ERC internationaal uitmuntende jonge wetenschappers bij het opzetten of uitbreiden van een onafhankelijk onderzoeksprogramma op het gebied van fundamenteel onderzoek.

Over de persoon:

Prof. Dr. Abdulla Ghani studeerde lucht- en ruimtevaarttechniek aan de TU Berlijn, met de specialisatie Aerodynamica. Van 2012 tot 2015 promoveerde hij aan het Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS) in Toulouse (Frankrijk). Hierop volgden meerjarige onderzoeksverblijven als postdoctoraal onderzoeker aan het Institut de Mécanique des Fluides in Toulouse en aan de TU München. Sinds 2020 leidt hij als juniorprofessor het vakgebied “Data Analysis and Modeling of Turbulent Flows” aan de TU Berlijn. Prof. Dr. Abdulla Ghani werkt samen met toonaangevende internationale onderzoeksteams uit de VS, Engeland, Noorwegen en Frankrijk en werkt samen met lokale industriële partners zoals Siemens Energy en Rolls Royce Deutschland.