АҚШ талабаси 100 йиллик математик масалани ечишга муваффақ бўлди

АҚШ талабаси шамол турбиналарининг ҳақиқий қувватини очиш учун 100 йиллик математик масалани ҳал қилди.

Глауэртнинг оптимал ротор диски ечимига қўшимча, қувватни максимал даражада ошириш учун идеал оқим шароитларини ҳисоблаш орқали шамол турбинасининг ишлашини оптималлаштиради.

Ёш талаба бир асрлик математик муаммони қайта кўриб чиқиб, шамол турбинасининг оқим шароитларини оптималлаштириш ва қувватини ошириш учун оддий, аммо нафис ечимни топди.

Пенсилвания штатидаги Пенн Давлат университетининг аэрокосмик муҳандислиги бўйича магистратура талабаси Дивя Тяги, унинг илмий раҳбари, PhD Sven Schmitz уни чуқурроқ ўрганишга ундаганидан сўнг, британиялик аэродинамик олим Ҳерманн Глауэртнинг оптимал ротор диски ечимига тузатиш киритди.

"Glauert муаммоси ҳақида ўйлаганимда, баъзи босқичлар етишмаётгандек ва бу жуда мураккаб туюлди," дейди Боэинг/А.Д. Wелливер номидаги Аэрокосмик муҳандислик кафедраси профессори ва тадқиқот ҳаммуаллифи Шмитз, у яхшироқ ёндашув борлигига ишончи комил эканлигини қўшиб ўтади.

"Кейин Дивя пайдо бўлди," дея давом этади у. "У мен бу муаммони кўришга ундаган тўртинчи талаба эди ва уни қабул қилган ягона ўқувчи бўлди. Унинг иши ҳақиқатан ҳам ажойиб."

Талаба бу вазифани ўз зиммасига олди ва муаммога соатлаб вақт ажратди. Охир-оқибат, у вариатсиялар ҳисоби асосида ечим ишлаб чиқди. Бу математик усул чекланган оптималлаштириш учун қўлланилади.

"Мен Глауэрт муаммосига қўшимча яратдим. У шамол турбинасининг қувватини максимал даражада ошириш учун турбинанинг идеал оқим шароитларини аниқлаш орқали оптимал аэродинамик кўрсаткичларни белгилайди," дейди Тяги.

Шмитснинг таъкидлашича, Глауэрнинг дастлабки иши фақат максимал эришиш мумкин бўлган қувват коэффициентига қаратилган эди. Бу коэффициент турбинанинг шамолни электр энергиясига қанчалик самарали айлантиришини ўлчайди. Бироқ Глауэрт парраклар бириктирилган айланувчи қисм - ротордаги тўла куч ва момент коэффициентларини, шунингдек, парракларнинг шамол босими таъсирида қандай эгилишини ҳисобга олмаган.

"Агар қўлларингизни ёйиб турсангиз ва кимдир кафтингизга босим ўтказса, сиз бу ҳаракатга қаршилик кўрсатишингиз керак," деб тушунтиради Шмитс. "Биз буни шамолнинг тортиш кучи ва илдизнинг эгилиш моменти деб атаймиз ва шамол турбиналари ҳам бунга бардош бериши керак."

"Глауэрт ҳисобга олмаган умумий юкнинг қанчалик катта эканлигини тушунишингиз зарур," дея давом этади профессор ва Дивянинг усули шамол турбиналарининг кейинги авлодини шакллантириб, дизайн ва самарадорликни такомиллаштиришга олиб келишини кутаётганини таъкидлайди.

"Дивянинг нафис ечимига келсак, у нафақат синфхоналарга, балки бутун мамлакатга ва дунёга кириб боради деб ўйлайман," дея қўшимча қилади профессор.

"Катта шамол турбинасининг қувват коэффициентини атиги 1 фоизга ошириш турбинанинг энергия ишлаб чиқаришига сезиларли таъсир кўрсатади ва бу биз муносабатларни аниқлаган бошқа коэффициентларга ҳам таъсир қилади," дейди талаба. Қувват коэффициентининг 1 фоизга ошиши турбинанинг энергия ишлаб чиқаришини сезиларли даражада кўпайтириши мумкин, бу эса бутун бир маҳаллани электр энергияси билан таъминлаш имконини беради.