Mit High-Performance Computing und Machine Learning
Mehr als 80 Prozent der weltweit verbrauchten Energie entstammt Verbrennungsprozessen. An diesem Wert wird sich mittelfristig wenig ändern. Verbrennungsvorgänge haben aber negativen Einfluss auf das Klima, es besteht Handlungsbedarf. Der Brennstoffverbrauch soll also maximal sinken, damit Verbrennungsprozesse effizienter, sauberer und leiser werden. Dabei treten instationäre Phänomene auf, die sich aus dem unerwünschten Zusammenspiel zwischen der Akustik, der Verbrennung und der Strömung ergeben. Nicht selten führen diese Ereignisse zu kostspieligen Totalschäden an den Prototypen in der Designphase. Das interdisziplinäre Projekt „Taming Combustion Instabilities by Design Principles (TACOS)“, für das Prof. Dr. Abdulla Ghani mit dem ERC-Starting-Grant des Europäischen Forschungsrates (European Research Council, ERC) ausgezeichnet wurde, forscht daran, diese instationären Phänomene auszuschließen.
Stahlproduktion in thyssen-Stahlwerk, Duisburg: Arbeiter am Hochofen – Foto © Bundesarchiv, B 145 Bild-F079044-0020 – Wikimedia Commons – CC BY-SA 3.0 DE
Seit 2020 leitet Prof. Ghani als Juniorprofessor das Fachgebiet „Data Analysis and Modeling of Turbulent Flows“ an der TU Berlin. Er arbeitet mit international führenden Forschungsteams aus den USA, England, Norwegen und Frankreich zusammen und kooperiert mit lokalen Industriepartnern wie Siemens Energy und Rolls Royce Deutschland.„In dem Projekt verbinde ich Konzepte aus der theoretischen Physik mit hochaufgelösten numerischen Strömungssimulationen von Verbrennungsprozessen, für deren Berechnung Supercomputer benötigt werden. Die hier erzeugten Daten werden mit Methoden des Maschinellen Lernens ausgewertet, um einen zusätzlichen Wissensgewinn zu schaffen“, erläutert Ghani. Der Fokus seiner Forschungen liegt darauf, die derzeitigen technologischen Barrieren zu überwinden, damit kohlenstofffreie Brennstoffe wie zum Beispiel Wasserstoff und Ammoniak effizient genutzt werden können. „So kann meine Forschung einen signifikanten Beitrag zur Energiewende liefern“, sagt Prof. Dr. Abdulla Ghani. Das Vorhaben wird über fünf Jahre mit 1,5 Millionen Euro gefördert.
Mit den „Starting Grants“ unterstützt der ERC international herausragende Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler beim Auf- oder Ausbau einer unabhängigen Forschungsgruppe im Bereich der Grundlagenforschung.
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