Historia udowodniła, że znajomość matematyki może przynieść wymierne korzyści. To właśnie dzięki rozwojowi nauki korzystamy dziś z wszelkich udogodnień, bez których niektórym ciężko byłoby sobie wyobrazić codzienne funkcjonowanie. Samochody, telefony czy grzejniki – to tylko kilka przykładów takich wynalazków. Jedną z ciekawszych dziedzin matematyki, której studiowanie przyczynia się do ciągłego rozwoju, jest geometria.
Optymalizacja kształtów umożliwia poprawę parametrów obiektów, na których nam zależy. Na przykład, odpowiedni dobór kształtu karoserii samochodu, czyli właściwe zastosowanie zasad aerodynamiki, pozwoli zredukować opór powietrza podczas jazdy, w efekcie zmniejszając zużycie paliwa. Co więcej, przyczyni się do redukcji hałasu i poprawi trakcję samochodu, tym samym czyniąc jazdę bezpieczniejszą i bardziej komfortową.
Innym przykładem, gdzie optymalizacja geometrii przyczynia się do usprawnienia istniejących już rozwiązań, jest śmigło toroidalne. To nowatorskie rozwiązanie, które może zrewolucjonizować zarówno transport morski, jak i powietrzny. Praca śmigła toroidalnego cechuje się wysoką efektywnością w porównaniu do innych rodzajów śmigieł, przy czym nie generuje wysokiego poziomu hałasu. Chociaż zanieczyszczenie oceanów hałasem nie wydaje się pozornie możliwe, w rzeczywistości głośne dźwięki zaburzają funkcjonowanie podwodnych ekosystemów, jako że wiele gatunków morskich zwierząt polega na zmyśle słuchu.
Podobnie działa to w przypadku dronów – zastąpienie śmigieł dwupłatowych toroidalnymi zredukuje głośność wydobywanych dźwięków. To wpływa na przyjemność czerpaną z obsługi dronów, w efekcie czyniąc je łatwiejsze w odbiorze. Dlatego też cichsze śmigła toroidalne mogą ułatwić wdrożenie użycia dronów do zastosowań na większą skalę, np. do roznoszenia przesyłek.
Ciekawym przypadkiem wykorzystania geometrii do usprawnienia codziennego życia jest sposób, w jaki zmieniły się grzejniki. Początkowo były to połączone ze sobą żeliwne tuby z grubymi ściankami, które przez swoje znaczące gabaryty świetnie utrzymywały temperaturę. Problem polegał jednak na tym, że przez relatywnie niewielki stosunek powierzchni do objętości wymiana cieplna zachodziła w relatywnie wolnym tempie. Między innymi z tego powodu opracowano nowy grzejnik płytowy, który dzięki zastosowaniu wewnętrznego żebrowania ma znacznie korzystniejsze proporcje powierzchni do objętości, tym samym zwiększając ich efektywność.
To tylko kilka przykładów tego, jak optymalizacja geometrii usprawnia świat. A jest ich o wiele więcej! Od kształtu łopat turbin wiatrowych, przez technologię stealth rozpraszającą fale radiowe, aż po inżynierię umożliwiającą wznoszenie wieżowców – skuteczne wykorzystanie geometrii może przynieść imponujące rezultaty.
Dla tych, którzy chcą wiedzieć więcej:
Autor: Paweł Olszewski
Linki do źródeł:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Geometria
https://en.wikipedia.org/wiki/Automotive_aerodynamics
https://en.wikipedia.org/wiki/Noise_pollution
https://en.wikipedia.org/wiki/Toroidal_propeller
