Jedno percento zmení svet: Mladá študentka vyriešila matematický problém z roku 1935

Autor: Zuzana Hlašeková Čítanie na 3 min.

Takmer storočný matematický problém v oblasti aerodynamiky veterných turbín sa dočkal svojho riešenia. Študentka leteckého inžinierstva na Penn State University Divya Tyagi dokázala vyriešiť a rozšíriť matematický model, ktorý v roku 1935 sformuloval britský aerodynamik Hermann Glauert. Jej práca prináša významný posun v chápaní optimálneho výkonu veterných turbín a môže viesť k zvýšeniu ich efektivity o 1 až 2 %. Informuje o tom Živé.

„Môj výskum rozširuje pôvodný Glauertov koncept tým, že som vypracovala doplnok, ktorý presnejšie definuje optimálne aerodynamické vlastnosti veterných turbín prostredníctvom analýzy ideálnych prúdových podmienok pre dosiahnutie maximálneho výkonu,“ objasňuje Tyagi vo svojej práci.

Kým pôvodný Glauertov model sa sústredil výhradne na výkonový koeficient merajúci efektívnosť konverzie veternej energie na elektrickú, Tyagi vo svojom výskume významne obohatila tento model o ďalšie parametre.

Nový pohľad na fyziku veterných turbín

Najvýznamnejším prínosom výskumu mladej vedkyne je integrácia ťahových koeficientov a momentových charakteristík, ktoré detailne zachytávajú interakciu vetra s lopatkami turbíny. Laicky povedané, tento pokrok umožní inžinierom a projektantom presnejšie anticipovať reakcie turbínových listov na fluktuácie rýchlosti vetra a predvídať ich dlhodobé štrukturálne zaťaženie.

Profesor Sven Schmitz, ktorý viedol jej výskum, vysvetľuje praktický význam tohto prínosu:

Predstavte si, že máte vystreté ramená a niekto na ne tlačí – prirodzene musíte vyvinúť protisilu. V terminológii našej oblasti to nazývame ťahová sila a ohybový moment. Presne tieto sily musia zvládať aj veterné turbíny. Pochopenie celkovej záťaže je kľúčové, a práve tento aspekt Glauert vo svojej pôvodnej práci nerozpracoval.

 

matematika
Zdroj: pixabay.com/geralt

Malé zlepšenie s obrovským potenciálom

Aj keď zvýšenie účinnosti o 1-2 percentá môže znieť marginálne, v kontexte globálnej produkcie veternej energie predstavuje tento nárast enormný prínos. Pri súčasnej svetovej kapacite veterných elektrární by takéto vylepšenie mohlo zabezpečiť elektrinu pre stovky tisíc dodatočných domácností bez nutnosti budovania nových zariadení.

Spresnené matematické modely umožnia predvídať správanie turbín v rozličných poveternostných podmienkach s vyššou presnosťou, čo môže viesť k zníženiu prevádzkových nákladov a predĺženiu životnosti týchto zariadení. Tento vedecký pokrok prichádza v kľúčovom momente, keď veterná energia získava čoraz významnejšie postavenie v globálnom energetickom mixe.

Matematická elegancia v službe udržateľnosti

Tyagi pri svojom výskume aplikovala variačný kalkul, čo jej umožnilo výrazne simplifikovať komplexný problém. Jej riešenie vyniká takou matematickou eleganciou, že podľa profesora Schmitza „sa stane súčasťou výučby na univerzitách po celom svete“.

Mladá výskumníčka venovala svojej bakalárskej práci desiatky hodín každý týždeň. „Bol to časovo náročný proces najmä kvôli matematickej komplexnosti problému,“ spomína. „Teraz však pociťujem skutočnú hrdosť, keď vidím výsledky svojho úsilia.“ Za svoj výnimočný prínos získala prestížne ocenenie Anthony E. Wolk Award za najlepšiu záverečnú prácu v odbore leteckého inžinierstva.

Obsahuje témy:

✅ Odporúčané pre teba

🔥 Najnovšie príspevky zo skriptu

Takto chcú zlepšiť kvalitu? Ministerstvo nakúpi drahé ChatGPT licencie pre učiteľov

Autor: Kristína Sudorová

Budúci učitelia dostanú ChatGPT Edu Slovenské školy v posledných dňoch urobili výrazný krok vpred v používaní digitálnych technológií a umelej…

Totálna kríza. Nvidia prestane vyrábať niektoré grafické karty, hráčov obmedzia

Autor: Peter Hodal

Grafické karty sa stávajú čoraz ťažšie dostupným tovarom a to nielen cenovo, ale aj z hľadiska ponuky. Najnovšie informácie naznačujú,…

Nastala zásadná zmena: Na toto čakali fanúšikovia Star Wars 15 rokov

Autor: Erik Košťany

Obrovské zmeny v spoločnosti Lucasfilm Spoločnosť Lucasfilm zažíva v týchto dňoch obrovské zmeny. Ide však o fanúšikmi vítaný obrat, pretože…

Máte AI Perplexity od Telekomu? Končí predplatné, stiahne vám peniaze ak si nedáte pozor

Autor: Peter

Telekom v rámci vianočnej akcie často ponúka rôzne zľavy a benefity. V minulom roku to bolo napríklad predplatné umelej inteligencie…

Na Slovensko prichádza brutálny čínsky fotomobil. Z jeho schopností vám padne sánka

Autor: Slavomír Dzuričko

Fotografická vlajková loď s 200 MPx teleobjektívom Na slovenský trh sa od polovice januára dostáva nový Honor Magic8 Pro, ktorý…

Unikli dáta 17,5 milióna účtov. Ak spadáte do tejto skupiny, musíte ihneď reagovať

Autor: Kristína Sudorová

Instagram čelí podozreniu z masívneho úniku dát V uplynulých dňoch sa medzi používateľmi Instagramu začali šíriť obavy z možného rozsiahleho…