Thursday, November 15, 2012

Adrian Bejan, Duke Univ. ....



duminică, 11 septembrie 2011

In ‘echipa ns. de ingineri’ avem unul ‘nepoftit’....

014 Adrian Bejan
From Wikipedia, the free encyclopedia
Adrian Bejan (24 September 1948, GalaţiRomania) is an American professor and proponent of the constructal theory of design and evolution in nature. He is J. A. Jones Distinguished Professor ofMechanical Engineering at Duke University.[1]
In ‘echipa ns. de ingineri’ avem unul ‘nepoftit’....
De mare actualitate in lumea stiintifica mondiala a aparut Teoria Constructala, formulata de Adrian Bejan / Duke Univ. USA (nascut la Galati...!).
Biografia sa este la indemana tuturora, fiind in topul primilor ingineri savanti ai ultimilor ani [vezi Google]. 
Domnia sa mi-a acordat privilegiul de a coresponda cu mine, in cautatrile mele de a sti cat 
mai multe ds. activitatea ns. legata de ‘apa’ si celebra sa noua teorie  – in esenta o noua interpreatre a Teoriei lui Darwin – dar explicata din prisma acelui ‘inginer nepoftit’, care este Maria Sa Doamna Natura , cel mai autentic inginer al tuturor timpurilor !
Iata ultimile emailuri + linkuri trimise de dl. Prof. Adrian Bejan... iar cel ds. Inot este urmarea a staruintelor de a gasi implicatia stiintifica adevarata in locomotia fiintelor vii in apa.
================================---
On Sun, 7/19/09, Adrian Bejan wrote:
From: Adrian Bejan Subject: Re: 'nu se poate'...
To: "Mircea Olaru" Date: Sunday, July 19, 2009, 8:03 AM
Draga Domnule Olaru,
Cum am promis, atasez articolul meu care prezice evolutia 
sportului de viteza, sprint si crawl. Ieri s-a produs o explozie 
de ziare despre noi, de exemplu in Londra:
Ar fi bine sa aduceti acest pas stiintific la cunostinta Ministerului 
Sporturilor si Comitetului Olimpic Roman.
Adrian
====================================
2009/7/24 Mircea Olaru
Stimate Dle Profesor,
deschideti attashul asta si cititi un scurt rezumat; este f.semnificativ si 
este authentic, semnat de unul din oamenii de meserie din breasla, 
de la noi apoi mai vb.
cu simpatie
m.o.
[este atashul ‘dece Usain Bolt’ / 2008 rezumatul lucrarii D.lui Prof. 
Univ. Toma Petrescu – articol care este deja in suita de reluari in 


======================
Tuesday, July 28, 2009 3:51 AM
From: "Adrian Bejan" View contact details
To: "Mircea Olaru" scanave@yahoo.com
Message contains attachments - American Scientist.pdf (468KB)
Draga Mircea,
Merci pentru acest raport.
Suna OK, dar opinia mea este mai predictiva, nu descriptiva, 
adica nu este bazata pe masuratori de corp.
Eu pornesc de la un principiu (legea constructala) si eu deduc 
ca masuratorile (pe podium) vor creste.
De ce eu deduc?
Pentru ca am descoperit ca ideea prezice bine cum vor merge 
toate animalele (in apa, aer si pe teren solid), vezi articolul atasat.
A propos de articolul cu Charles, eu l-am scris in 2008 si l-am 
trimis spre publicare cu doua luni inainte de olimpiada din Pekin, 
adica inainte de a fi aflat lumea de Phelps si Usain Bolt.
Au durat 12 luni pentru ca articolul meu cu Charles sa fie 
publicat. Deci, din nou : cu legea constructala eu prezic, e
u nu descriu ce vad.
Asta este puterea teoriei.
Numai bine,
Adrian

Imi fac datoria de onoare de a va informa despre activitatea d.lui Adrian Bejan,
 un roman ajuns pe culmile profesiei sale; din pacate prea putin cunoscut in 
tara sa si, culmea ironiei, recunoscut in mai toate tarile lumii ....
Teoria Constructala este ‘o revolutie in gandirea stiintifica’ actuala si este 
bine s-o cunoastem, mai ales de cei care au la baza, cat de cat, studii de 
inginerie in constructii / ma refer la prietenul ns. Sandu Popescu aus Munich, 
Deutschland (nu te las mai Sandulea, nu te las...! Sanatate ! Mai scrie si tu 
din cand in cand..)
Din rev. 'Stiinta si Tehnica', autor - Cristian Roman
Teoria constructala
Trebuie sa va marturisesc ca, de aceasta data, am ales un subiect dificil. 
Va voi povesti (dupa stiinta mea) pentru prima oara, în România,
 despre o teorie noua, care explica, printre altele si formele naturii. 
Aceasta este Teoria constructala, elaborata de catre un român 
stabilit în America, domnul Adrian Bejan. Pe scurt, domnul Bejan 
demonstreaza în formule matematice simple ca în natura formele
 geometrice sunt generate prin „distributia optima a imperfectiunilor, 
sistemul ca atare ramânând imperfect”.
Cu teoria constructala am luat contact pentru prima data la sfârsitul 
anului trecut, când acesteia îi erau dedicate mai bine de 20 de pagini 
din revista „Science et vie“. Se spuneau acolo foarte multe lucruri 
interesante, dar, trebuie sa spun, cel mai important lucru mi s-a parut
 a fi faptul ca autorul noului concept era un american de origine româna. 
Asta îmi dadea speranta ca voi putea stabili un contact direct cu cel ce
 a avut îndrazneala (o spun de pe acum) sa simplifice conceptiile
 noastre privitoare la formele naturii. Am cautat pe Internet site-ul 
domnului Bejan, am gasit adresa de e-mail, am trimis repede un 
scurt mesaj si din acest moment am început o calatorie de-a dreptul
 fascinanta. 

Domnul Bejan mi-a raspuns imediat (asta mi se întâmpla întotdeauna 

când contactez români care cerceteaza în strainatate, din pacate nu
 acelasi lucru îl pot spune despre românii ramasi acasa). 

Apoi a urmat un schimb rapid de mesaje care a avut ca rezultat faptul 

ca Domnia sa mi-a expediat o întreaga documentatie privitoare 
la Teoria constructala. Si, lucrul cel mai important, am primit cartea 
domnului Bejan, „Shape and structure, from engineering to nature“. 
De câteva luni încoace, cum am putin timp liber, ma afund în studierea 
capitolelor acestei carti. Nu are cum sa nu te încânte simplitatea ce 
transpare dincolo de formulele complicate. 

Asa cum spunea si Einstein: „natura este simpla în esenta”, iar teoria 

constructala este o demonstratie a acestei ipoteze. Sper ca îmi va fi
 iertata aceasta lunga introducere, dar doream sa enunt cumva 
punctul din care plec catre o prima prezentare a Teoriei constructale. 
Cu siguranta, în numerele viitoare ale revistei vom reveni cu detalii 
suplimentare, deoarece credem ca Teoria constructala va avea multe
 cuvinte de spus în viitor.

Înainte de a intra în subiect doresc sa-i dau cuvântul domnului 
Mencinincopschi, care în numarul trecut al revistei noastre facea, 
fara sa stie, o avanpremiera a articolului de fata. ...
„Conform teoriei constructale, forma globala a unui biosistem este 
determinata «a priori ca directiva genetica», fiind supusa, în acelasi 
timp, în decursul cresterii si evolutiei lui unor multiple interactii 
locale-autoorganizatoare - de optimizare a distributiei imperfectiunilor.
 Spre exemplu, forma globala a unui os rezulta din optimizarile locale 
determinate de biosenzorii ce masoara în permanenta presiunea 
exercitata asupra osului, obligând osteoblastele sa depuna compusii 
de calciu în zonele în care presiunea este mai ridicata. 

Spre deosebire de interpretarea fractala - descriptiva -, perspectiva 

constructala este predictiva - sugerând ca natura nu este fractala, 
ci constructala, evoluând antientropic prin autoorganizare.
” Pentru ca eu sunt inginer, voi prefera o altfel de abordare a subiectului. 
Atunci când privim catre obiectele din lumea vie, nu putem sa nu 
remarcam o lupta continua pentru optimizare. Sa luam de exemplu 
un pai de grâu. Forma tubulara a acestuia nu face altceva decât sa-i 
asigure un consum minimum de masa, pentru a asigura o rezistenta 
maxima. Asta demonstreaza si calculul privind rezistenta materialelor,
 la tipul de solicitare pe care îl suporta paiul de grâu forma tubulara 
este cea mai eficienta.
Altfel spus, confruntat cu necesitatea de a sustine spicul, grâul a ales 
solutia optima. Acelasi lucru se întâmpla si în cazul fagurelui construit 
de albine. Acestea folosesc cantitatea minima de ceara pentru a-l
 construi si de aceea au fost nevoite sa aleaga forma hexagonala 
pentru celulele din care este construit. Sunt albinele inteligente? 
Cu siguranta nu, în sensul pe care îl acceptam noi astazi. Ele nu 
fac decât sa asculte de un principiu optimizator, scris în codul lor 
genetic, fapt ce le asigura viata prin minimizarea efortului pe care
 îl depun în vederea supravietuirii. Acestea sunt exemple clasice,
 binecunoscute de toata lumea. Dar domnul Bejan merge mult mai 
departe. Dânsul pleaca de la aplicatii ingineresti, care întotdeauna 
impun optimizari de tot felul, optimizari care trebuie realizate tinând
 seama de constrângerile lumii fizice reale. Dupa un timp constata
 ca acelasi lucru face si natura, care astfel devine cu adevarat un 
inginer, un inginer genial, dar care, spre deosebire de cel uman, 
as adauga eu, are la dispozitie foarte mult timp. Natura a avut la 
dispozitie câteva miliarde de ani pentru a da nastere unei pasari, 
omul numai câteva sute.

 „Structura fiintelor vii este o enigma, spune domnul Bejan.
De la soarece la salamandra, de la crocodil la balena, structura lor 
este corelata, cu o surprinzatoare acuratete, cu marimea corpului
 si parametrii de performanta. O cale de a construi o cale pur teoretica 
a structurii fiintelor vii este aceea de a le aborda ca pe niste sisteme
 energetice, cu curgeri, constrângeri si, în primul rând, cu obiective 
globale”.
 Altfel spus, ni se propune sa abordam natura conform principiilor 
ingineresti de optimizare. Astfel am putea renunta la „biomimetica”,
 adica la imitarea naturii atunci când construim obiectele ingineresti.
 Si, în acest sens, voi da eu exemplul avionului. La începuturi se 
cauta imitarea pasarilor, în speranta ca vom putea construi aparate
 mai grele decât aerul, care sa zboare. Acestia au fost doar primii 
pasi, dupa care pe masura ce teoria zborului a evoluat, am putut 
construi aparate cu performante ridicate, renuntând la orice imitare 
a naturii, avioanele noastre nu dau din aripi. Teoria constructala
 tocmai aste ne propune, sa elaboram procedee prin care sa stabilim 
principiile care guverneaza „functionarea” obiectelor de natura, 
în loc de a le imita. Si întreaga carte a domnului Bejan este o f
ascinanta demonstratie a acestui principiu.

Voi încerca sa dau numai câteva exemple. Sa luam un arbore. 
Sa ne imaginam ca ne întâlnim cu un extraterestru, care nu a vazut 
în viata lui cum arata aceasta minune a naturii, care se cheama copac. 
Îi vom spune ce face copacul, cum ia apa din sol, pentru a o duce
 catre frunze, care, la rândul lor, expuse la Soare, prin fotosinteza, 
vor produce substantele de care are nevoie pentru a trai. 
Iar extraterestrul, înarmat cu teoria constructala, se pune pe calculat. 
Va întelege foarte repede ca va avea nevoie de o retea de „conducte”
, care sa duca apa catre frunze. Va întelege ca apa va fi luata din sol, 
si deci o parte a arborelui se va afla îngropata în pamânt. 
Conductele vor avea sectiuni diferite, cu diferite regimuri de curgere,
 prin care apa va trebui sa urce catre frunze. Apoi va asterne pe hârtie
 un sir de formule din care, aproape ca prin minune, va ajunge la forma 
unui arbore. Sa dam, ca exemplu numeric, numai cazul radacinilor. 
Astfel, extraterestrul nostru va constata ca suprafata radacinii este 
proportionala cu M^0,7 (M este masa arborului), iar suprafata interna
 totala a sectiunii radacinii este proportionala cu M1,03. Iar, daca 
formulele nu va spun nimic, voi spune eu ca masuratorile asupra 
copacilor reali tocmai la aceste relatii au ajuns, numai ca, în cazul 
teoriei constructale, relatiile au fost obtinute pe cale strict teoretica. 
Un alt exemplu. Masuratorile au aratat ca suprafata respiratorie de
 contact (suprafata prin care se transfera oxigenul catre sânge) 
este aproximativ egala cu 3,31M^0,98 (M este masa corpului). 
Relatia obtinuta, pe cale teoretica, este 10/l M, unde l este un 
parametru de optimizare care are valoarea aproximativa 

3. Concordanta dintre teorie si rezultatul empiric este surprinzatoare, 

la o prima vedere.
De fapt, trebuie sa o repetam, domnul Bejan nu face nimic altceva 
decât sa constate ca natura se supune principiilor ingineresti. 
El pleaca de la diferitele regimuri de curgere prin vasele sangvine, 
cauta o cale de optimizare si constata ca pulsul mamiferelor este 
invers proportional cu M^1/4, o valoare care concorda cu relatiile 
stabilite pe cale empirica! Si sa va mai dau un ultim exemplu,
 foarte drag mie, caci se leaga de cele ce zboara. 

Exista o legatura între viteza optima de zbor si masa vehiculului 

(fie el gâza, pasare sau avion). Aceasta este proportionala cu 30M^1/6. 
Datele empirice confirma stralucit aceasta concluzie teoretica. 
Este clar, cu ajutorul metodelor teoriei constructale putem explica foarte
 bine structura fiintelor vii.
Si lucrurile nu se opresc aici.

Teoria constructala ne explica de ce delta fluviilor arata asa cum arata. 
Este suficient sa luam în calcul constrângerile si necesitatea optimizarii 
pentru a ajunge la formule care descriu foarte bine structura acestora. 
Acelasi lucru este valabil si pentru forma râurilor. Putem, de asemenea,
 prezice ce forma va avea un fulg de nea sau cum arata structura unui 
teren uscat de seceta.
Totul depinde de masura în care suntem capabili sa tinem cont de
 factorii fizici care intra în joc. Trebuie, înainte de orice, sa întelegem 
foarte bine ce se întâmpla cu obiectul studiat. Iar teoria constructala
 nu ne ajuta numai în întelegea formelor naturii. Ea va deveni un 
instrument puternic în mâna inginerului pentru a crea forme noi. 
Ea nu este numai o teorie, ci si o metoda pentru a le gasi.
Si, de fapt, în timp veti constata ca reteaua de apa a unui oras, 
atunci când este optima, seamana surprinzator de bine cu sistemul
 circulator. Veti vedea ca, de cele mai multe ori, atunci când inginerul 
realizeaza o forma optima, aceasta exista mai înainte în natura.
Dupa ce am vorbit mai degraba despre aspectele ingineresti ale 
teoriei constructale, trebuie sa precizez ca domeniul ei de aplicare 
poate fi mult extins, asa cum se aminteste în capitolul 11 al cartii
 „Shape and structure, from engineering to nature“, 
teoria constructala îsi poate gasi o puternica aplicare în zona
 economica. Acolo trebuie saoptimizam fluxuri de marfuri, de 
capital, de materii prime etc. Apar constrângeri si imperfectiuni 
similare celor cu care se confrunta natura si inginerul, iar teoria 
constructala poate oferi solutii.
În încheiere nu pot sa nu citez din cartea domnului Bejan, 
ce va aparea la începutul anului viitor si în limba româna: „
Distributia optima a imperfectiunilor este principiul ce genereaza forma.
Sistemul, inevitabil, ramâne imperfect. Sistemul functioneaza mai bine
 când imperfectiunea este distribuita astfel încât din ce în ce mai 
multe puncte ale sistemului se supun cerintei constructale: 
obiectivul este îndeplinit mai bine cât timp se supun 
constrângerilor globale si locale.”

Ing. Cristian Roman

No comments:

Post a Comment