El Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha sido elegido por la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA) del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) para establecer un nuevo centro de investigación. Este centro se enfocará en avanzar en la simulación predictiva de entornos extremos, tales como los que se experimentan durante vuelos hipersónicos y reentradas atmosféricas.
CHEFSI: Un centro para la simulación a exaescala
El nuevo centro, llamado Centro para la Simulación a Exaescala de Interacciones Acopladas Fluido-Sólido de Alta Entalpía (CHEFSI, por sus siglas en inglés), es un esfuerzo conjunto del Centro de Ciencia e Ingeniería Computacional del MIT, el Colegio de Computación Schwarzman del MIT y el Instituto de Nanotecnologías para Soldados del MIT (ISN). CHEFSI se integrará a la cuarta fase del Programa de Alianza Académica de Ciencia Predictiva (PSAAP-IV) de la NNSA.
El objetivo principal de CHEFSI es utilizar supercomputadoras de exaescala de última generación y algoritmos avanzados para simular, con un detalle sin precedentes, las interacciones entre materiales gaseosos y sólidos que se mueven a velocidades extremadamente altas y a temperaturas superiores a los 1.500 grados Celsius (2732 grados Fahrenheit) y velocidades de hasta Mach 25.
¿Por qué es importante la simulación de entornos extremos?
La comprensión de estos entornos extremos y su efecto en los vehículos es fundamental para la seguridad nacional, la exploración espacial y el desarrollo de sistemas avanzados de protección térmica. Los modelos computacionales avanzados, validados mediante experimentos cuidadosamente diseñados, pueden superar las limitaciones de las pruebas de vuelo, proporcionando información crucial sobre el rendimiento y el fallo de los materiales.
El impacto de CHEFSI
Según Ian A. Waitz, vicepresidente de investigación del MIT, CHEFSI aprovechará las fortalezas del MIT en modelado predictivo, computación de alto rendimiento y educación STEM para asegurar que Estados Unidos se mantenga a la vanguardia de la innovación científica y tecnológica. La relevancia del centro para la seguridad nacional y las tecnologías avanzadas ejemplifica el compromiso del MIT de promover la investigación con un amplio beneficio social.
CHEFSI es uno de los cinco nuevos Centros de Simulación Predictiva anunciados por la NNSA como parte de un programa que proporcionará hasta 17,5 millones de dólares a cada centro durante cinco años.
Investigación y Objetivos
La investigación de CHEFSI se enfoca en:
- Simulaciones detalladas de flujos de gas de alta entalpía.
- Modelos del comportamiento químico, térmico y mecánico de materiales sólidos.
- Captura de fenómenos como la oxidación, la nitruración, la ablación y la fractura.
Raúl Radovitzky, director de CHEFSI, destaca que la integración de modelos físicos de alta fidelidad con modelos sustitutos basados en inteligencia artificial, la validación experimental y las herramientas computacionales de exaescala ayudarán a comprender y predecir el rendimiento de los sistemas de protección térmica en las condiciones más severas. Este conocimiento contribuirá al diseño de sistemas resilientes para aplicaciones que van desde naves espaciales reutilizables hasta vehículos hipersónicos.
Colaboración y Liderazgo
El equipo de liderazgo de CHEFSI está conformado por:
- Raúl Radovitzky: Director de CHEFSI.
- Youssef Marzouk: Co-director del Centro de Ciencia e Ingeniería Computacional del MIT.
- Nicolas Hadjiconstantinou: Co-director del Centro de Ciencia e Ingeniería Computacional del MIT.
CHEFSI espera colaborar estrechamente con los laboratorios nacionales del DOE/NNSA, incluyendo el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, el Laboratorio Nacional de Los Alamos y los Laboratorios Nacionales Sandia. Esta colaboración ofrecerá a estudiantes de posgrado y becarios postdoctorales experiencias de investigación e internados en estas instalaciones.
En resumen
El centro CHEFSI del MIT representa un avance significativo en la simulación de entornos extremos, con el potencial de mejorar significativamente la seguridad y el rendimiento de vehículos hipersónicos y sistemas de protección térmica. Al combinar la experiencia del MIT en computación de alto rendimiento, modelado predictivo e inteligencia artificial, CHEFSI está bien posicionado para abordar algunos de los desafíos más importantes en la ingeniería y la seguridad nacional.
Fuente: MIT News
Leave a Comment