Години наред най-важното уравнение в света на механиката на течностите и газовете бе уравнението на Прантъл, което описва как въздухът и водата се движат около предметите. Лудвиг Прантъл е бил пионер в аеродинамиката. Но въпреки своята брилянтност, уравнението, съставено през 1904 година, съдържало в себе си и сериозно ограничение – то било вярно само за постоянно, равномерно движение, като например кола, пътуваща с ниска скорост, а освен това било приложимо само за идеализирани двуизмерни задачи.
От десетилетия насам учените се опитват да подобрят уравнението, за да бъде то малко по-приложимо в реалния свят. Получените резултати обаче често са много далеч от реалния свят на механиката, пише dailytech.com. Така например, движението на въздуха около една кола при много остър обратен завой често намалява, но явлението не може да бъде обяснено с уравнението на Прандтл.
Това е сериозна задача, както е и тази за оптимизиране на движението на горивото, което е важно за голям брой реални приложения. Един много добър пример е пътешествието на Speedo за съвършен бански костюм, когато на Олимпиадата в Пекин компанията показа своя нов дизайн. Друг пример може да се намери в аеродинамиката. Колите се оформят по начин, който има за цел да направи движението на въздуха около тях непостоянно. В оптималния сценарий въздухът само ще се плъзга по повърхността на колата, след което отново ще се преобразува в постоянен поток.
В реалния свят обаче въздухът минава покрай колата под формата на турбулентен поток и се отделя от повърхността й, когато минава над нея. Минимизирайки тези ефекти, икономията на гориво може да се подобри значително.
Досега обаче нищо не можеше да обясни как действа поведението на тези непостоянни състояния. Професор Джордж Халер от Масачузетския технологичен институт (MIT) разработи теория, която може да се приложи за триизмерни непостоянни движения на флуидите. Тя бе потвърдена от друг професор, Томас Пийкок, който е ръководел експериментите за проверяване и потвърждаване на резултатите.
Новата разработка, ако оцелее след множеството проверки и изследвания, много вероятно ще бъде наречена най-великото научно откритие на десетилетието. Работата на Халер оцеля след първоначалните тежки проучвания. Статия и документи за теорията ще бъдат публикувани в списанията Journal of Fluid Mechanics и в септемврийския брой на Physicsof Fluids.
Изследването на професор Халер започнало през 2004 година, когато той съставил уравнение за непостоянни състояния в две измерения. Поправяйки половината от недостатъците на уравнението на Прандл, той започнал работа върху разширяване на уравнението и за триизмерна среда. Четири години по-късно неговата мечта станала реалност.
Експерименталната проверка е от съществено значение, защото обикновено инженерната общност е скептично настроена към всяка теория, докато не види реални резултати.
Стигнали веднъж решението, сега учените вече могат да започнат да оптимизират своите системи. Новото уравнение ще промени завинаги лицето на съвременната флуидна динамика и ще окаже огромно влияние върху множество индустрии, включително въздухоплавателната и автомобилната.
Малко пояснение – фибата е ужасен превод на hairpin turn (ще рече монго остър обратен завой), а приключението на професора по-надолу е просто научните търсения. Иначе е много интересна статията, но все пак и преводачът трябва малко от малко да се интересува от тези неща!!!