A Administração Nacional de Segurança Nuclear do Departamento de Energia dos EUA (DOE/NNSA) recentemente anunciado que selecionou o MIT para estabelecer um novo centro de pesquisa dedicado ao avanço da simulação preditiva de ambientes extremos, como os encontrados em voo hipersônico e reentrada atmosférica. O centro fará parte da quarta fase da NNSA’s Programa de Aliança Acadêmica de Ciência Preditiva (PSAAP-IV), que suporta pesquisas de fronteira que avançam nas capacidades preditivas da computação de alto desempenho para aplicações de ciências e engenharia abertas relevantes para os espaços da missão de segurança nacional.
O Centro para a simulação exascale de interações fluidas-sólidas de alta entranha acoplada (Chefsi) – um esforço conjunto do MIT Middle for Computational Science and Engineeringo MIT Schwarzman Faculty of Computinge o Instituto MIT para Nanotecnologias de Soldados (ISN) – Planos de aproveitar Supercomputadores exascale de ponta e algoritmos de próxima geração para simular com detalhes sem precedentes como os materiais gasosos e sólidos extremamente quentes e em movimento rápido interagem. A compreensão desses ambientes extremos – caracterizada por temperaturas de mais de 1.500 graus Celsius e velocidades tão altas quanto Mach 25 – e seu efeito nos veículos é central para a segurança nacional, a exploração espacial e o desenvolvimento de sistemas avançados de proteção térmica.
“Os chefsi capitalizarão os profundos pontos fortes do MIT em modelagem preditiva, computação de alto desempenho e educação STEM para ajudar a garantir que os Estados Unidos permaneçam na vanguarda da inovação científica e tecnológica”, diz Ian A. Waitz, vice-presidente de pesquisa do MIT. “A relevância specific do Centro para a Segurança Nacional e as tecnologias avançadas exemplifica o compromisso do MIT de avançar na pesquisa com amplo benefício social”.
Chefsi é um dos cinco novos centros de simulação preditivos anunciados pela NNSA como parte de um programa que deve fornecer até US $ 17,5 milhões para cada centro ao longo de cinco anos.
A pesquisa do Chefsi visa acoplar simulações detalhadas de fluxos de gás de alta entalpia com modelos de comportamento químico, térmico e mecânico de materiais sólidos, capturando fenômenos como oxidação, nitridação, ablação e fratura. Modelos computacionais avançados – validados por experimentos cuidadosamente projetados – podem abordar as limitações dos testes de voo, fornecendo informações críticas sobre o desempenho e a falha do materials.
“Ao integrar modelos de física de alta fidelidade com modelos substitutos de substituição baseados em inteligência synthetic, validação experimental e ferramentas computacionais exascale de última geração, o Chefsi nos ajudará a entender e prever como os sistemas de proteção térmica funcionam em algumas das condições mais duras encontradas em sistemas de engenharia e o Raúl Radovitzky, o Jerome C. Hunders, o professor C. Hunders, e o Jerome C. Hunders, do Jerome C. Chefsi. “Esse conhecimento ajudará no design de sistemas resilientes para aplicações que variam de espaçonave reutilizável a veículos hipersônicos”.
O Radovitzky será acompanhado na equipe de liderança do Centro por Youssef Marzouk, The Breene M. Kerr (1951) Professor de Aeronautics and Astronautics, co-diretor do MIT Middle for Computational Science and Engineering (CCSE) e nomeou recentemente o reitor associado do Mit Schwarzman Faculty of Computing; e Nicolas Hadjiconstantinou, o professor de engenharia mecânica de Quentin Berg (1937) e co-diretor da CCSE, que atuará como diretores associados. Os investigadores co-princípios do Centro incluem membros do corpo docente do MIT nos departamentos de aeronáutica e astronáutica, engenharia elétrica e ciência da computação, ciência e engenharia de materiais, matemática e engenharia mecânica. Franklin Hadley liderará as operações do Centro, com administração e finanças sob o alcance de Joshua Freedman. Hadley e Freedman são membros da equipe da sede do ISN.
Chefsi espera colaborar extensivamente com os Laboratórios Nacionais do DOE/NNSA – Lawrence Livermore Nationwide Laboratory, Laboratório Nacional de Los Alamos e Laboratórios Nacionais de Sandia – e, ao fazê -lo, oferecem estudantes de pós -graduação e pós -documentos de pesquisa e estágios imersivos nessas instalações.