Bæredygtig fremstilling
af ammoniak
Forskere fra DTU og Stanford University
har fundet en ny metode til fremstilling
af ammoniak uden brug af de store
mængder energi fra fossile brændstoffer,
der anvendes i dag. Det har de gjort
ved at nytænke den elektrokemiske proces
og dele fremstillingen op i tre faser.
Ammoniak anvendes til kunstgødning
i landbruget og er nødvendig for at sikre
mad nok til klodens voksende befolkning.
Der fremstilles i dag 150 millioner
tons årligt, som kræver mere end en
procent af hele verdens energiforbrug.
Anders Smith med i
uredelighedsnævn
Chefkonsulent og ph.d. Anders Smith
fra DTU Energi er af uddannelses- og
forskningsminister Søren Pind beskikket
som medlem af Nævnet for Videnskabelig
Uredelighed. Nævnet erstattede
1. juli 2017 Udvalgene vedrørende
Videnskabelig Uredelighed og har overtaget
opgaven med at behandle sager
om uredelighed i dansk forskning.
Nævnet består af en formand og 8-10
faglige medlemmer.
Skimmelsvampe
mod resistens
I de seneste årtier har opdagelsen af nye
typer antibiotika ikke kunnet følge
med
udviklingen af antibiotikaresistente
bakterier. Men i et nyt studie viser forskere
på DTU Bioengineering og DTU
Biosustain i samarbejde med Chalmers
Tekniska Högskola i Sverige, at svampe
har et uudnyttet potentiale til at producere
nye lægemidler. Et potentiale, som
kan gøre, at vi vinder kampen mod antibiotikaresistens.
Studiet er blevet udgivet
i det anerkendte tidsskrift, Nature
Microbiology.
Billigere at leve op til
miljøkrav
Det bliver stadig sværere for rederier
at leve op til myndigheders krav om
svovludledning.
Men det kan blive
nemmere med forskning fra DTU
Kemi,
som modtager 1 mio. kr. det
næste
halvandet år fra Den Danske
Maritime Fond til at udvikle et simpelt,
sikkert og billigt måleudstyr til at holde
styr på forureningen. Projektet bliver
ledet af professor Rasmus Fehrmann,
og det kommer til at involvere DTU
Kemis
Center for Katalyse og Bæredygtig
Kemi
og i høj grad instituttets
mekaniske værksted.
Sustainable ammonia
production · Anders Smith joins
Danish Committee on Research
Misconduct · Mold fungi
against resistance · Cheaper
to comply with environmental
requirements
Optimal flyvinge er
designet på Europas
største computer
NATURE DTU-forskere har med Europas stærkeste computer udviklet den bedste struktur for
en flyvinge på under fem dage.
FOTO JOACHIM RODE ■ ■Få mere at vide
Optimal aircraft wing designed by
Europe’s largest computer
NATURE Four DTU researchers have calculated
how to achieve the best and most resistant
aircraft wing structure using the least amount
of material. In essence, the method known as
topology optimization identifies the strongest
structures in relation to a specific load while
employing as little material as possible. The
researchers’ findings are described in an article
in the renowned scientific journal—Nature.
Associate professor Niels Aage from DTU
Mechanical Engineering compares the inner
support structures in the aircraft wing model
with structures found in nature—e.g. bones
or the interior of a bird’s beak. These structures
FAKTA OM NATURE-ARTIKLEN
Artiklen ’Giga-voxel computational morphogenesis
for structural design’ er skrevet
af Niels Aage, Erik Andreassen, Boyan S.
Lazarov og Ole Sigmund og udkom i Nature
4. oktober. Publikationen er afslutningen
af projektet NextTop, som Villum Fonden
støttede med 12 mio. kr. i 2011. Da PRACE
gav forskergruppen adgang til deres supercomputer
i 2014, fik de mulighed for at teste
den metode, de havde udviklet i projektet
NextTop.
developed with the same aim—namely
to reduce weight while providing adequate resistance
to the stresses to which they are subjected.
In this way, their shape and function
are similar to the designed aircraft wing.
“It’s a clever form of design evolution ,” says
Niels Aage.
■ Kort nyt
Forskere og resultater
■ News in brief
Af Lisbeth Lassen
Fire forskere fra DTU har regnet sig frem
til, hvordan man kan opnå den bedste og
mest modstandsdygtige opbygning af en
flyvinge med mindst muligt materiale.
Metoden hedder topologioptimering, og
den går kort fortalt ud på at finde frem til
de strukturer, som er stærkest i forhold
til en konkret belastning, samtidig med
at de bruger så lidt materiale som muligt.
Forskernes resultater er beskrevet i
en artikel i det anerkendte videnskabelige
tidsskrift Nature.
Lektor Niels Aage fra DTU Mekanik
sammenligner de indre støttestrukturer
i modellen af flyvingen med strukturer,
som man også kan finde i naturen, f.eks.
knogler eller det indre af fuglenæb. Det
er strukturer, som har udviklet sig med
samme formål, nemlig at reducere vægten
og samtidig yde tilstrækkelig modstand
over for de belastninger, som de
udsættes for. På den måde ligner deres
form og funktion den designede flyvinge.
„Fuglenæbbet er jo blevet til på evolutionær
basis over mange år,“ siger Niels
Aage. „Evolution er ikke nødvendigvis
smart, eller rettere naturen har både tid
og råd til at lave fejlmutationer og derved
skyde i flere retninger ad gangen. Men
hver gang vi tager et skridt i udviklingen
af vores design, går vi i den rigtige retning,
så det kan kaldes en klog form for
designevolution.“
På samme måde som en fugl skal bruge
færre kræfter og altså mindre energi
med et let og stærkt næb, så endte forskergruppen
med et lettere og stærkere
design, som viste sig at reducere flyvingens
vægt med 2-5 procent, eller 200-500
kg pr. vinge. Det betyder en brændstofbesparelse
på 40 til 200 ton på årsbasis.
Små og store legoklodser
Niels Aage har længe arbejdet med at udvikle
modeller, som beregner optimale
designløsninger for meget store strukturer,
et arbejde, som forskergruppen delte,
og som førte frem til udviklingen af en
kode, der viste sig at kunne løse problemerne
omkring meget store konstruktioner.
Da de så fik adgang til en supercomputer
gennem Partnership of Advanced
Computing in Europe (PRACE), kunne
de bruge deres kode i praksis, fordi den
kan håndtere store modeller i meget høj
opløsning.
„Det svarer til, at vi kunne gå fra at
konstruere noget med Duplo-klodser til
at bruge almindelige Lego-klodser,“ fortæller
Niels Aage.
Valget faldt på en flyvinge, fordi Niels
Aage har beskæftiget sig med dette emne,
og fordi resten af gruppen også interesserede
sig for fly.
„Vi kom frem til, at hvis man tager
vingen på en Boeing 777 og opløser den
i lidt flere end en milliard elementer, så
kommer man faktisk ned i designtolerancen,
og så er det sjovt at kigge på, fordi
det holder op med at være et akademisk
eksempel.“
Dr. Lee Margetts, næstformand i PRACE,
har masser af ros til artiklens forfattere:
„Artiklen skiller sig ud, fordi den lukker
det såkaldte ’high performance computing
gap’ i produktionsindustrien. Vi
har manglet strukturelt ingeniørarbejde på
HPC-systemer, fordi det software, man har
haft, ikke har kunnet håndtere skaleringen
til store elementer. Forskningen her har
potentiale til at forny mange af de industrisektorer,
som understøtter EU’s økonomi.“
Mange forskellige materialer
Mange store strukturer, f.eks. broer, vindmøller
eller offshore-konstruktioner, består
jo af flere forskellige materialer, men
det er også noget, som den anvendte model
kan tage højde for.
„Nu har vi regnet på flyvingen i aluminium.
Det er jo et dejlig isotropt materiale,
hvilket betyder, at det har ens opførsel
i alle retninger. Men vi kunne også have
lavet det med andre og flere materialer.
Vi kunne vælge at kigge på laminater og
sandwichstrukturer, for det kan modellen
også tage højde for,“ fortæller Niels Aage.
Modellen kan altså anvendes meget
bredt på store konstruktioner eller multimateriale
strukturer.
„Vi har selvfølgelig beskrevet vores metode
punkt for punkt i artiklen, så alle med
den rette baggrund kan lave det samme.“
Lektor Niels Aage kalder udviklingen af flyvingen for „en klog form for designevolution“.
Associate professor Niels Aage calls the development of the aircraft wing “a clever form of
design evolution.”
Niels Aage, lektor, DTU Mekanik, naage@mek.dtu.dk
4 | FORSKNING / RESEARCH | NR. 9·2017
SCAN TO READ
FULL ARTICLES
dtu.dk/1709