014 Adrian Bejan
From Wikipedia, the free encyclopedia
Adrian Bejan (24 September 1948, Galaţi, Romania) is an American professor and proponent of the constructal theory of design and evolution in nature. He is J. A. Jones Distinguished Professor of Mechanical 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 ‘despre inot.uuuq.com’] Bucuresti, Romania ++40722476223 http://despre-inot.uuuq.com/ www.gunselgunsel.com/mircea.olaru.htm
======================
Tuesday, July 28, 2009 3:51 AM
From: "Adrian Bejan" View contact details
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, eu 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 fascinanta demonstratie a acestui principiu.
Voi încerca sa dau numai câteva exemple. Sa luam un arbore. S
a 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
