100 illik riyazi məsələyə yeni baxış: Tələbənin modeli külək enerjisində dönüş yaradır

ABŞ-ın Penn State Universitetində magistr təhsili alan Divya Tayaqi enerji istehsalında istifadə olunan və 20-ci əsrin əvvəllərinə aid klassik bir tənliyi yenidən dəyərləndirərək külək turbinlərinin layihələndirilməsində nəzərə alınmayan qüvvələri modelə daxil edən innovativ bir yanaşma irəli sürüb.

Qaynarinfo xəbər verir ki, Tayaqinin işi həm aviasiya, həm də enerji mühəndisliyində uzun illər əsas model kimi istifadə olunan riyazi yanaşmanı əsaslı şəkildə dəyişdirərək, külək turbinlərinin səmərəliliyi və davamlılığına təsir edən fiziki amilləri yeni baxış bucağı ilə analiz etməsi baxımından mühüm əhəmiyyət daşıyır. Bu tədqiqat, mühəndislərin külək turbinlərini necə layihələndirdiyinə dair təsəvvürləri dəyişə bilər.

Klassik tənliyin çatışmazlıqları və yeni yanaşma

Tayaqinin üzərində işlədiyi əsas model, 20-ci əsrin əvvəlində britaniyalı aerodinamist Herman Qlauert tərəfindən hazırlanmış və külək turbinlərinin maksimal güc çıxışını hesablamağı məqsəd qoyan bir tənlik idi. Lakin həmin tənlik o dövrün texnoloji ehtiyaclarına uyğunlaşdırılmışdı və müasir turbinlərin məruz qaldığı struktur yüklər kimi bir sıra vacib faktorları nəzərə almırdı.

Tayaqi bu boşluqları əsas tutaraq modeli yenidən qurub. O bildirib ki, Qlauert modelində arxadan gələn itələyici qüvvələr və ya turbin qanadlarına təsir edən əyilmə qüvvələri kimi təsirlər nəzərə alınmamışdı. Lakin müasir turbinlər bu kimi yüklərlə üzləşir və bu təsirlər mühüm rol oynayır. Yeni model məhz bu qüvvə və moment təsirlərini tənliyə əlavə etməklə həm daha realist, həm də daha funksional nəticələr ortaya qoyur.

Sadə, lakin güclü model

Tayaqi yalnız fiziki qüvvələri deyil, eyni zamanda riyazi yanaşmanı da təkmilləşdirib. O, optimallaşdırma problemlərində geniş istifadə olunan "Variasiya hesablanması" metodundan istifadə edərək klassik tənlik üzərində nəzərəçarpacaq dərəcədə səmərəli dəyişiklik aparıb. Bu metod modelin nəzəri əsaslarını gücləndirməklə yanaşı, real tətbiq sahələrində də geniş istifadə imkanları yaradır.

Onun elmi rəhbəri, professor Sven Şmits də bu məqama diqqət çəkərək bildirib: "Tayaqinin əlavə etdiyi komponentlər təəccübləndirici dərəcədə sadə, lakin çox təsirlidir. Bu, mühəndislərin dizayn üzərində yenidən düşünməsinə imkan yaradır".

Yeni elementlərin tənliyə daxil edilməsi, turbinlərin performansını daha dəqiq hesablamağa və beləliklə, daha uzunömürlü, səmərəli və sərt hava şəraitinə davamlı sistemlərin hazırlanmasına şərait yaradır.

Kiçik fərqlə böyük dəyişiklik

Böyükölçülü sistemlərdə, məsələn, külək turbinlərində performansda əldə edilən cüzi artımlar belə ümumi enerji istehsalı baxımından böyük fərqlər yarada bilər. Tayaqinin modelinə görə, güc əmsalında cəmi 1 faiz artım belə bir turbinin çıxış gücündə əhəmiyyətli irəliləyişə səbəb ola bilər – bu da, məsələn, kiçik bir yaşayış məntəqəsinin elektrik tələbatını qarşılayacaq qədər ola bilər.

Bu tip qazanclar, xüsusən yüzlərlə turbindən ibarət külək enerjisi stansiyalarında tətbiq olunduqda, ümumi istehsal gücünü və investisiyanın geri dönüşünü artıraraq, külək enerjisinin iqtisadi potensialını daha da yüksəldə bilər.

Gələcək nəsil turbinlərə yol açan model

Tayaqinin araşdırması yalnız mövcud turbinləri daha yaxşı anlamağımıza deyil, eyni zamanda gələcəkdə hazırlanacaq yeni turbinlərin layihələndirilməsinə də ciddi töhfələr verir. Onun modeli sayəsində mühəndislər turbin sistemlərinin qarşılaşdığı fiziki yükləri daha dəqiq analiz edə və daha etibarlı dizayn qərarları qəbul edə bilərlər. Bu da həm maliyyəti azalda, həm də təhlükəsizliyi artıracaq.

Divya Tayaqinin tədqiqatı təkcə akademik çevrələrdə deyil, enerji mühəndisliyi sahəsində də diqqətlə izlənir. Onun bu təsirli işi Penn State Universitetinin nüfuzlu mükafatı olan Antoni E. Volk mükafatına layiq görülüb.

Hazırda magistr təhsilini davam etdirən Tayaqi araşdırmalarını sürətləndirir və bu günlərdə diqqətini helikopter rotorları ətrafındakı hava axınlarının optimallaşdırılmasına yönəldib. O, hesablamalı axınlar dinamikası sahəsində çalışmalarını dərinləşdirməklə məşğuldur.

Aydın