James Devitt, Nyu York Universiteti

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriCourant İnstitutunun əməkdaşı Christiana Mavroyiakoumou, yuxarıda Central Parkın Konservatoriya Suları və Miçiqan Universitetinin Silas Alben yelkənlərin geniş yelkənli hərəkətlər zamanı və bir sıra yelkən növləri ilə necə davrandığını öyrəndilər. Kredit: Jonathan King/NYU

Tacking – qayığı küləyə qarşı üzmək üçün istifadə edilən manevr, ziq-zaq tərzində istiqaməti dəyişdirmək – ən çətin, lakin zəruri yelkən manevrlərindən biridir. Tacking ümumi olsa da, dönmə zamanı yelkənlərin və külək qüvvələrinin hərəkəti yaxşı başa düşülmür.

Nyu-York Universiteti və Miçiqan Universitetinin riyaziyyatçıları tərəfindən aparılan yeni bir araşdırma bu məsələləri birbaşa həll edir.

O, yelkənlərin geniş yelkənli hərəkətlər zamanı və bir sıra yelkən növləri ilə necə davranmasının ətraflı təsvirini təqdim edir . Onun tapıntıları həm təkmilləşdirilmiş yelkən dizaynları üçün bir çərçivə, həm də gözlənilməz külək şəraitində istiqaməti dəyişdirərkən müasir yelkənli qayıqların – okeanoqrafik tədqiqatlarda həyati əhəmiyyət kəsb edən – daha səmərəli və etibarlı olması üçün bir yol kimi xidmət edir.

NYU-nun Courant Riyaziyyat Elmləri İnstitutunun təlimatçısı və Physical Review Fluids jurnalında dərc olunan məqalənin aparıcı müəllifi Christiana Mavroyiakoumou izah edir: “Təkmə sadəcə bir dönüş deyil”.

“Bu, yelkən performansının bir yarışı və ya ümumilikdə yelkənli səyahəti yarada və ya poza biləcəyi yüksək riskli bir manevrdir . Uğurlu bir sürüşməni nəyin müəyyənləşdirdiyini və bunun nə qədər vaxt apardığını aşkar edərək, bu tədqiqat dənizçilərə və mühəndislərə küləyi mənimsəmək üçün yeni resurs verir.”

Mavroyiakoumou ilə məqalənin müəllifi olan Miçiqan Universitetinin professoru Silas Alben əlavə edir: “Yelkənlərin və qayıqların gövdələrinin formalarının optimallaşdırılması üzərində çox iş aparılıb, lakin qeyri-sabit manevrlər zamanı maye-struktur qarşılıqlı əlaqəsi haqqında hələ çox şey başa düşülməlidir”. “Təkmə manevri sadələşdirilmiş modelləşdirmənin bizə əsas fizikanı anlamağa kömək edə biləcəyi mühüm nümunədir.”

Tədqiqatçılar yelkən hərəkətinin dinamikasını yelkənli manevr zamanı tədqiq ediblər: yelkənin hücum bucağı və ya küləklə yelkənin akkord xətti arasındakı bucaq küləyə doğru üzmək üçün tərsinə çevrildikdə. Uğurlu tacking zamanı yelkən öz güzgü şəklini qəbul etmək üçün ətrafa fırlanır, uğursuz tutuşda isə yelkən ilkin formasına yaxın vəziyyətdə ilişib qalır.

Tədqiqatçılar yelkənlərin küləkdə necə hərəkət etdiyini və küləyin cavab olaraq necə dəyişdiyini tədqiq etməklə modelləşdirilən yelkənlərin arxa plan küləyi ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu daha yaxşı başa düşmək üçün riyazi modelləşdirmə və ədədi simulyasiyaların birləşməsindən istifadə etdilər . Ümumilikdə, onların hesablamaları aşağıdakıları ortaya qoydu:

• Dönmənin ümumiyyətlə baş verib-verməməsində üç amil ən böyük rol oynayır: yelkənin sərtliyi (və ya əksinə, uzanma qabiliyyəti), küləklə qarşılaşmadan əvvəl gərginliyi və küləklə bağlı son yelkən bucağı. Daha dəqiq desək, daha az çevik və beləliklə, daha az əyilmiş və ya əyilmiş yelkənli, küləklə qarşılaşmadan əvvəl gərginliyi yüksək olan və küləkdən sonra küləyə 20 dərəcə bucaq altında olan yelkənlərin müvəffəqiyyətli bağlanma ilə nəticələnməsi ehtimalı yüksəkdir.
• Yelkənin kütləsi və dönüşün sürəti və sürətlənməsi, daha çox sürüşmənin nə qədər sürətlə baş verdiyinə təsir göstərir.
• Gərgin yelkənləri bağlama zamanı çevirmək daha çətindir.

Tədqiqatçılar əlavə edirlər ki, rəqabətli yelkənlərdən başqa, bu tədqiqat müxtəlif külək şəraitində avtomatlaşdırılmış yelkənli nəqliyyat vasitələrinə potensial fayda verə bilər.

Daha çox məlumat: Christiana Mavroyiakoumou və Silas Alben. Çəkmə manevrləri zamanı yelkən dinamikası, Fiziki Baxış Mayeləri (2025). DOI: 10.1103/37xg-vcff

Jurnal məlumatı: Fiziki Baxış Mayeləri 

Nyu York Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir