清華大學(xué)與IBM的WCG項目合作模擬水分子在過(guò)濾膜流動(dòng)
2014-05-09 16:12:54
admin
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據鳳凰網(wǎng)2010年9月25日訊 日前，高的信息化技術(shù)公司——IBM公司，在清華大學(xué)正式宣布，將與清華大學(xué)新建立的一個(gè)力學(xué)與多學(xué)科交叉和創(chuàng )新研究中心（簡(jiǎn)稱(chēng)CNMM）合作，攜手開(kāi)展全球網(wǎng)格大同盟“清水計算”研究項目。該項目旨在利用先進(jìn)的物理水資源過(guò)濾處理技術(shù)，解決中國大規模城鎮化的發(fā)展進(jìn)程中存在著(zhù)的諸多水資源污染管理問(wèn)題。而IBM全球網(wǎng)格大同盟（WCG）項目免費提供的強大計算能力，將有力地支持該項目中污染水處理過(guò)程的數字模擬，幫助我們更加深入地洞悉如何提高海（污）水淡化效率，開(kāi)發(fā)出更加節能高效的水過(guò)濾設備，*終從根本上保證人們的安全用水乃至生活上的幸福安康。
在中國，隨著(zhù)工業(yè)化、城鎮化進(jìn)程的加快，水環(huán)境及城市飲用水源污染的狀況也在日益加重，城市突發(fā)性水質(zhì)污染事件的發(fā)生頻率也在日益增多，中國地質(zhì)調查局的相關(guān)專(zhuān)家在國際地下水論壇發(fā)言中提到，全國有90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染嚴重。此外，城市的缺水現象尤為嚴重，《聯(lián)合國世界水資源發(fā)展報告》指出，中國的人均水資源量?jì)H為2300平方米，僅為世界平均水平的四分之一，是全球人均水資源*貧乏的國家之一。所以，如何通過(guò)提高城市的淡水供應總量、確保水質(zhì)安全來(lái)解決這些問(wèn)題，就顯得至關(guān)重要。
這些問(wèn)題也是許多發(fā)展中國家共同面對的問(wèn)題。當前，解決此類(lèi)問(wèn)題可以通過(guò)污水處理和海水脫鹽等手段來(lái)解決，而這些手段所依賴(lài)的重要技術(shù)——水過(guò)濾技術(shù)雖然已經(jīng)存在，卻由于其成本較高以及會(huì )消耗大量能源，而無(wú)法全面普及。因此，全世界都在緊鑼密鼓地研究高效的全新水過(guò)濾方法。由清華大學(xué)鄭泉水教授率領(lǐng)的中外多學(xué)科研究團隊正在研發(fā)的創(chuàng )新水過(guò)濾技術(shù)，便是其中之一。該項專(zhuān)利技術(shù)，通過(guò)利用水在口徑極其微小、只能容納幾個(gè)水分子通過(guò)的過(guò)濾管道內的超快流動(dòng)和水在經(jīng)特殊處理后表面的超常蒸發(fā)，來(lái)實(shí)現降低污水凈化能耗的同時(shí)提高淡水的產(chǎn)量，從而*終降低凈化水的成本。
但是，這項技術(shù)研究成功投入實(shí)際應用的關(guān)鍵，在于是否能夠通過(guò)準確地模擬水分子在過(guò)濾膜的管道中的低速流動(dòng)來(lái)理解其機制，從而根據對該機制的理解來(lái)打造經(jīng)濟高效的水處理設備。而這一模擬過(guò)程，需要經(jīng)過(guò)海量的計算，這就要求科研機構擁有極大的計算能力。經(jīng)過(guò)粗略計算，研究項目整體需要數以百萬(wàn)計的計算機小時(shí)，如果僅依靠清華大學(xué)負責該項目的研究機構——CNMM現有的計算資源，需要數千年的時(shí)間。通過(guò)與IBM的WCG項目進(jìn)行合作，整體項目計算時(shí)間就可以縮短到一年左右。所以，該中心和IBM決定合作，以利用IBM全球網(wǎng)格大同盟及全世界志愿者的幫助，來(lái)為中心的研究人員提供急需的計算能力。