清華大學與IBM的WCG項目合作模擬水分子在過濾膜流動
2014-05-09 16:12:54
admin
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據鳳凰網2010年9月25日訊 日前，高的信息化技術公司——IBM公司，在清華大學正式宣布，將與清華大學新建立的一個力學與多學科交叉和創新研究中心（簡稱CNMM）合作，攜手開展全球網格大同盟“清水計算”研究項目。該項目旨在利用先進的物理水資源過濾處理技術，解決中國大規模城鎮化的發展進程中存在著的諸多水資源污染管理問題。而IBM全球網格大同盟（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，開發出更加節能高效的水過濾設備，*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，隨著工業化、城鎮化進程的加快，水環境及城市飲用水源污染的狀況也在日益加重，城市突發性水質污染事件的發生頻率也在日益增多，中國地質調查局的相關專家在國際地下水論壇發言中提到，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，《聯合國世界水資源發展報告》指出，中國的人均水資源量僅為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，如何通過提高城市的淡水供應總量、確保水質安全來解決這些問題，就顯得至關重要。
這些問題也是許多發展中國家共同面對的問題。當前，解決此類問題可以通過污水處理和海水脫鹽等手段來解決，而這些手段所依賴的重要技術——水過濾技術雖然已經存在，卻由于其成本較高以及會消耗大量能源，而無法全面普及。因此，全世界都在緊鑼密鼓地研究高效的全新水過濾方法。由清華大學鄭泉水教授率領的中外多學科研究團隊正在研發的創新水過濾技術，便是其中之一。該項專利技術，通過利用水在口徑極其微小、只能容納幾個水分子通過的過濾管道內的超快流動和水在經特殊處理后表面的超常蒸發，來實現降低污水凈化能耗的同時提高淡水的產量，從而*終降低凈化水的成本。
但是，這項技術研究成功投入實際應用的關鍵，在于是否能夠通過準確地模擬水分子在過濾膜的管道中的低速流動來理解其機制，從而根據對該機制的理解來打造經濟高效的水處理設備。而這一模擬過程，需要經過海量的計算，這就要求科研機構擁有極大的計算能力。經過粗略計算，研究項目整體需要數以百萬計的計算機小時，如果僅依靠清華大學負責該項目的研究機構——CNMM現有的計算資源，需要數千年的時間。通過與IBM的WCG項目進行合作，整體項目計算時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全球網格大同盟及全世界志愿者的幫助，來為中心的研究人員提供急需的計算能力。