Turun AMK:ssa aloittaa uusi teknisen laskennan tutkimusryhmä

Teksti: Martti Komulainen
Kuva: Heidi Vilminko ja Turun AMK, kuvassa kaupunkipurojen veden puhdistukseen tarkoitettu suodatin ja sen virtausta kuvaavan matemaattisen mallin visualisointi

Tietokoneavusteinen suunnittelu, CAD, ja 3D-mallit ovat olleet arkipäivää insinööritoimistojen työkaluvalikoimassa jo pitkään. Nykyinen kehitysvaihe teknisen suunnittelun digitalisaatiossa on, kun staattiset mallit altistetaan eri olosuhteille, ja tutkitaan miten virtuaalinen kappale tai suurempi kokonaisuus käyttäytyy eri olosuhteissa. Tähän tarvitaan laskentaa ja mallinnusta. Puhutaan toimintaympäristöönsä sijoitetun laitteen virtuaalisesta vastineesta, digitaalisesta kaksosesta.

Mallinnus on usein nopea ja kustannustehokas tapa selvittää laitteen toimivuutta eri olosuhteissa verrattuna fyysisiin prototyyppeihin ja koejärjestelyihin. Toki mallien vastaavuutta todellisuuden kanssa pitää todentaa käytönaikaisilla mittauksilla.

Teknisen laskennan ja mallinnuksen sovelluskohteita ovat muun muassa laitteiden optimointi todellisiin olosuhteisiin, vikatilanteiden seulonta sekä skenaarioanalyysit eri tilanteiden, vaikkapa haitallisten ympäristöpäästöjen leviämisen, varalta.

-    Mallinnusta voidaan käyttää hyvinkin erilaisissa kohteissa. Selvitimme esimerkiksi kaupunkipurojen vesien puhdistukseen suunnitellun suodattimen toimivuutta matemaattisen mallin avulla, Comea-tutkimusryhmän vetäjä, yliopettaja Eero Immonen kertoo. Hanke on myös esimerkki poikkialaisesta yhteistyöstä matemaattisen mallinnuksen sekä vesi- ja ympäristötekniikan osaajien kesken.

Jatkossakin on tarkoitus tehdä yhteistyötä poikkialaisesti paitsi Turun AMK:n muiden tutkimusryhmien, myös yritysten ja muiden korkeakoulujen kanssa.

Mallien avulla voidaan tutkia myös monimutkaisempien laitekokonaisuuksien, vaikkapa sähköauton akuston, toimintaa. Tällöin vaaditaan suurempaa laskentatehoa, jota on tarjolla korkeakoulujen yhteiskäytössä olevan supertietokoneresurssin kautta. 

Comea-tutkimusryhmän vetäjä Eero Immonen on tekniikan tohtori ja Turun yliopiston dosentti, joka väitteli vuonna 2006 matemaattisen systeemiteorian alalta ja on työskennellyt säätöteorian yliopistotutkijana sekä asiantuntijana teollisuuden parissa mm. Wärtsilän palveluksessa. Hänen erikoisalaansa ovat prosessien, laitteiden ja laiteympäristöjen matemaattinen mallinnus ja optimointi 3D-simulointimenetelmillä.