New applications of local and global sensitivity analysis in chemical kinetics  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
43770
Type K
Principal investigator Turányi, Tamás
Title in Hungarian Lokális és globális érzékenység-analízis új alkalmazásai a kémiai kinetikában
Title in English New applications of local and global sensitivity analysis in chemical kinetics
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Institute of Chemistry (Eötvös Loránd University)
Participants Kovács, Tamás
Lagzi, István László
Nagy, Tibor
Zádor, Judit
Zsély, István Gyula
Starting date 2003-01-01
Closing date 2007-12-31
Funding (in million HUF) 6.670
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Az OTKA pályázat keretében végzett kutatások részletes reakciómechanizmusok vizsgálatával foglalkoztak. A kémiai rendszerek meglehetősen szerteágazóak voltak: hidrogén, szénmonoxid és metán égése; metán pirolízise; számos tüzelőanyag (H2, CO, CH4, C2H4, C3H6) oxigénnel alkotott elegyének gyulladása polikristályos platinafelületen; fotokémiai reakciók vizsgálata szmogkamrában és szennyezett szabad levegőben; CCl4 megsemmisítése plazmában reduktív és oxidatív körülmények között; egy biokémiai kinetikai rendszer, a sarjadzó élesztő sejtosztódásának vizsgálata. Minden esetben a vizsgált kémiai folyamatot részletes reakciómechanizmussal írtuk le, ennek alapján szimulációkat végeztünk, és a kapott eredményeket mérési adatokkal hasonlítottuk össze. A mérések vagy a jellemző alkalmazás körülményeinél elvégeztük a reakciórendszerek analízisét. Igénybe vettük a mások által, vagy éppen általunk korábban kifejlesztett módszereket is, de egy sor mechanizmusvizsgálati módszert e kutatások során fejlesztettünk ki és elsőként alkalmaztunk. Ilyen módszerek például a lokális érzékenységi vektorok korrelációjának vizsgálata, a lángsebesség-érzékenységek globális bizonytalanság-analízise, vagy a komponenstér dinamikus dimenziója változásának és az érzékenységi függvények globális hasonlóságának összehasonlítása. A kutatások következtében számos új kémiai ismerethez jutottunk a vizsgált rendszerekről, és új reakciómechanizmus-vizsgáló eszközöket vezettünk be.
Results in English
All investigations in the project were related to the analysis of detailed reaction mechanisms. A wide variety of chemical systems were investigated, which included the combustion of hydrogen, wet CO and methane; pyrolysis and oxidative pyrolysis of methane; ignition of fuel-oxygen mixtures on polycrystalline platinum catalyst, where the fuels were H2, CO, CH4, C2H4, and C3H6; photochemical ozone formation in smog chambers and in ambient air; decomposition of carbon tetrachloride in RF thermal plasma reactor at neutral and oxidative conditions; molecular regulation network of the cell cycle of budding yeast. In all cases the system was described by a set of chemical reaction steps, simulations were carried out and the reaction mechanism was investigated at the experimental conditions or the conditions of typical applications. The analyses of mechanisms were carried out using tools that had been developed earlier, but also several new tools for mechanism analysis was developed during the project. These new tools include the analysis of the correlation of the local sensitivity vectors, global uncertainty analysis of local sensitivity coefficients, and contrasting the shape of the local sensitivity functions with the change of the dynamical dimension during the simulations. As a result of the project, new chemical knowledge was obtained about the systems investigated and several new methods were introduced for the analysis of complex reaction mechanisms.
Full text http://real.mtak.hu/1221/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kovács T; Turányi T; Föglein K; Szépvölgyi J.: Kinetic modelling of the decomposition of carbon tetrachloride in thermal plasma, Plasma Chemistry and Plasma Processing, 25, 109-119(2005), 2005
Zsély IGY; Turányi T: The influence of thermal coupling and diffusion on the importance of reactions: The case study of hydrogen-air combustion, Phys.Chem.Chem.Phys., 5, 3622-3631(2003), 2003
Perger T, Kovács T, Turányi T, Treviño C: Determination of adsorption and desorption parameters from heterogeneous ignition temperature measurements, in: Proceedings of the 3rd Mediterranean Combustion Symposium, Marrakech, Morocco, June 8-13, 2003 Eds: F. Beretta and A. Bouhafid, pp. 860-870, 2003
Lagzi I; Kármán D; Turányi T; Tomlin AS; Haszpra L: Simulation of the dispersion of nuclear contamination using an adaptive Eulerian grid model, J. Environm. Radioact., 75, 59-82(2004), 2004
Zádor J; Zsély IGY; Turányi T: Investigation of the correlation of sensitivity vectors of hydrogen combustion models, Int.J.Chem.Kinet., 36, 238-252(2004), 2004
Lagzi I; Mészáros R; Horváth L; Tomlin AS; Weidinger T; Turányi T; Ács F;Haszpra L: Modelling ozone fluxes over Hungary, Atm. Environm., 38, 6211-6222 (2004), 2004
Lovas R; Kacsuk P; Lagzi I; Turányi T: Unified development solution for cluster and grid computing and its application in chemistry, Lecture Notes Comp. Sci., 3044, 226-235(2004), 2004
Lagzi I; Nagy T; Turányi T; Haszpra L; Tomlin AS: Simulation of the formation and spread of photochemical air pollution in Hungary, in: Proceedings of the Conference on Modelling Fluid Flow, pp. 495-500, 2003
Zsély I.Gy, Zádor J., Turányi T.: On the similarity of the sensitivity functions of methane combustion models, Combustion Theory and Modelling, 9, 721-738(2005), 2005
Zsély IGY; Zádor J; Turányi T: Uncertainty analysis of updated hydrogen and carbon monoxide oxidation mechanisms, Proc. Combust. Inst., 30, 1273-1281(2004), 2004
Lagzi I, Lovas R, Turányi T: Development of a Grid enabled chemistry application, in: Distributed and Parallel Systems: Cluster and Grid Computing, Z. Juhasz; P. Kacsuk; D. Kranzlmuller (Eds.), 2004
Zádor J, Zsély IGy, Turányi T, Ratto M, Tarantola S, Saltelli A: Local and global uncertainty analyses of a methane flame model, J. Phys. Chem. A, 109, 9795-9807(2005), 2005
Perger T, Kovács T, Turányi T, Treviño C: Determination of the adsorption and desorption parameters for ethene and propene from measurements of the heterogenous ignition temperature, Combustion and Flame,142, 107-116(2005), 2005
Zsély IGY; Virág I; Turányi T: Investigation of a methane oxidation mechanism via the visualization of element fluxes, Paper IX.4 in: Proceedings of the 4th Mediterranean Combustion Symposium,, 2003
Zádor J., Zsély I.Gy, Turányi T.: Local and global uncertainty analysis of complex chemical kinetic systems, Rel. Engng. Syst. Safety, 91, 1232–1240 (2006), 2006
Zádor J, Zsély IGy, Turányi T: Uncertainty analysis backed development of combustion mechanisms, Proceedings of the European Combustion Meeting 2003, Paper No. 35, 2003
Kovács T; Turányi T; Föglein K; Szépvölgyi J.: Modelling of Carbon Tetrachloride Decomposition in Oxidative RF Thermal Plasma, Plasma Chemistry and Plasma Processing, 26, 293-318(2006), 2006
Zádor J.; Turányi T.; Wirtz K.; Pilling M.J.: Measurement and investigation of chamber radical sources in the European Photoreactor (EUPHORE), J. Atmos. Chem., 55, 147-166(2006), 2006
T. Kovács, I. Gy. Zsély, Á. Kramarics, T. Turányi: Kinetic analysis of mechanisms of complex pyrolytic reactions, J. Anal. Appl. Pyrolysis, in press, 2006
A. Lovrics, A. Csikász-Nagy, I. Gy. Zsély, J. Zádor, T. Turányi, B Novák: Time scale and dimension analysis of a budding yeast cell cycle model, BMC Bioinformatics, 7:494(2006), 2006
Á. Kramarics, I. Gy. Zsély, T. Turányi: Analysis of a methane partial oxidation mechanism relevant at the conditions of the anode channels of a solid-oxide fuel cell, Proceedings of the European Combustion Meeting 2007, in press, 2007



Back »