Морины аэродинамик

Монгол орны өнцөг булан бүрт баяр наадам болж хурдан морь уралдаж байгаа энэ үед сайхан сэдэв юм болов уу гэж бодлоо. Агаарын урсгалын хөдлөх болон үл хөдлөх биед хэрхэн нөлөөлж байгааг судлах салбар шинжлэх ухааныг аэродинамик гэж нэрлэнэ. Аэродинамикийн гол хэрэглэгч нь машин, онгоцны үйлдвэрлэл юм. Анх машины хэлбэр дөрвөлжин болхи байснаа технологи хөгжих, хурдны хэрэгцээ гарах тусам улам л гөлгөржиж агаарын бага эсэргүүцэлтэй болж байгааг бид сайн мэднэ.

Аэродинамикийн хувьд аятайхан хэлбэртэй болсоноор агаарын эсэргүүцэл болон шатахуун зарцуулалт багасаж хурд ихэсэх ашиг тустай юм. Нисэх онгоцны хувьд аэродинамик хамгын чухал. Онгоцны зөв хэлбэр нь онгоцыг агаарт нисэхэд цаашилбал нислэгийн үед онгоцны тогтвортой байдлыг хангана. Биеийн хурд ихэсэх тусам агаарын эсэргүүцэл ихэсэх учир биеийг зөв хэлбэртэй байхыг шаардана. Байгаль дээрх амьтан ургамал тухайн орчиндоо төгс зохицсон байдаг нь байгаль өөрөө тэдгээрийг сургаж хэлбэржүүлж ирсэнийх юм.

Аливаа технологийн санаа байгалиас гаралтай байдаг. Тиймдээ ч судлаачид байгаль, ан амьтан, шавьжийг анхааралтай судалж тэдгээрээс санаа авч дэвшилтэт технологийг бүтээдэг. Бидэнд ч мөн бусадтай хөл нийлүүлэн, технологийг бүтээлцэж, Монгол ахуй соёлоо дэлгэрүүлэн түгээж хөгжүүлэн амьдрах боломж нээлттэй байна. Жишээлбэл Р.Чойномын Монгол хэмээх шүлгэнд

... Соотон чихтэй морьдоороо тэнгис далайг харааж

Соёмбо үсэгтэй тугаараа даян дэлхийг сэрээж

Сонгинын соёо хэлбэрт эвэр нумаа гайхуулсан юм.

Хожим нь тэр нумны хөвч, хүчий нь хэмжиж

Холын холд тусах сум юугий нь шинжиж

Хойт орны мэргэн цал буурал Циолковский

Хорин хэдэн жилийн цуут ажлаа үлдээж

Холбоот орос улс түүний гэрээсийг биелүүлж

Хотол дэлхий даяар Гагарин хүүгээ мандуулсан юм... хэмээн өгүүлсэн нь биднийг өв соёлоо сайн судал гэж буй мэт. Эс тэгвээр санаануудаа хулгайд алдаад дуусна гэж буй мэт. Эх орон хөгжиж, технологийг эзэмшихэд чухамхүү хувь хүний ухамсар, хичээл зүтгэл л хамгаас чухал юм.

Нэгэнт шингэний механикаар оролдож байгаа болхоор хэд хэдэн уламжлалтай холбоотой судалгаануудыг хийх сонирхол байгаа юм. Үүний нэг нь Монгол морины аэродинамик юм. Монголд бол мориноос хурдан унаган унаа гэж байхгүй. Машин бол гаднаас орж ирсэн унаа. Морины аэродинамикийг судлах нь ач холбогдолгүй мэт санагдаж болох юм. Наанадаж үүнийг судалсанаар Монголын морины уралдаан шинэ түвшинд очно. Судалгааны үр дүнгээс улбаалсан бусад шинэ санаа гарч ирэхийг үгүйсгэхгүй. Технологи бол юмсын хольц учир хаа нэгтэй хэрэглээ гарч ирж л таарна. Ямартай ч би энгийн тооцоо хийснээрээ Монгол морины согсоо, сүүлийг яагаад боодог болсоныг шинжлэх ухааны үүднээс ойлгосон юм. Тооцооны кодоо бичиж график боловсруулах нэгжийн нэгдэл (General purpose computing on graphical processing units) дээр зэрэгцээ (parallel computation) байдлаар бодуулсан нь Монгол хүний хувьд бас нэг дэвшил юм. Супер компьютер өртөгтэй, улс орны чадал бага байгаа учир том хэмжээст тооцон бодох ажлуудыг зэрэгцээлж график боловсруулах нэгжийн нэгдэл дээр гүйцэтгэх боломж байгаа гэдгийг үүгээр харуулах гэсэн юм. Морь бол түвэгтэй хэлбэртэй, машин онгоцноос ч түвэгтэй учир үүнийг бодох код боловсруулна гэдэг амаргүй. Эргээд энэ код нь түвэгтэй хэлбэртэй бусад хэрэглээ, салхин сэнс, турбин, барилга байгууламж, модны аэродинамикт хэрэглэгдэх боломжтой. За олон юм нуршилгүй шууд тооцоолуугаа оръё. Морио сайхан зураад хэлбэрийг нь тоон өгөгдөлд шилжүүлсэний дараах байдал нэг иймэрхүү.

Тооцоог сүлжээний больцманы аргаар хийсэн ба турбулент урсгалыг тооцохын тулд Энтропитой мөргөлдөөний оператор (Entropic lattice Boltzmann method) хэмээх загварыг хэрэглэсэн болно. Ямартай ч эдгээр  нь одоохондоо тооцон бодох шинжлэх ухааны тэргүүлэх чиглэлийн сэдвүүд гээд ойлгочиход болно. Дээр тоон өгөгдөлд шилжүүлсэн морины дүрсээ бичсэн програмдаа өгөөд бодуулаад дараах үр дүнгүүдийг гаргаж авч байгаа юм. Гэхдээ үр дүнгүүд нь төгс биш гэдгийг анхаараарай. Энэ тооцоог зүгээр л хөгжилдөх гэж хийсэн юм. Жинхэнэ ажил болох эхний шат гэсэн үг.

Морины аэродинамик, Рэйнольдсын тоо 3000.

Энэ зургийг тайлбарлавал шар ногоон өнгөөр хуйлралт хэмээх физик хэмжигдэхүүнийг, сумнуудаас хурдны векторыг харуулж байгаа юм. Хуйлралт бол агаарын хуйларсан урсгалыг илэрхийлэх ба хамгийн их динамик байдлыг бий болгодог. Тиймээс морины толгойн араас хуйлралт үүсэж байна гэдэг маань морины нуруу орчимд овоо динамик байдал бий болгоно гэсэн үг юм. Морины цээж болон толгой бол тэр чигтээ агаарын эсэргүүцлийг хүлээн авч байгаа бөгөөд агаарын урсгалыг хүлээн авч байгаа талбайн хэмжээгээрээ эсэргүүцлийн хүчийг гаргаж урагш давхиж явна гэсэн үг. Моринд давхихад шаардлагатай хүч бол өөрийн болон унаачийн жин, түүн дээр урдаас ирэх агаарын эсэргүүцлийн хүч зэргийн нийлбэр юм. Тэгэхээр эсэргүүцлийн хүчийг л багасгаад байвал морь амар хялбар арай бага хүчээр давхих цаашлаад урт замыг богино хугацаанд туулах боломж бүрдэнэ гэсэн үг юм.

Энд дээрх зурагт үзүүлсэн агшины дараагын агшинд агаарын урсгал яаж өөрчлөгдөж байгааг харж болно. Дэл сүүлний саглагар байдал бол хуйлралтыг ихэсгэж эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх хүчин зүйл болж байна. Тиймд морины дэлийг засаж, согсоо сүүлийг боодог нь цэгцтэй болгож агаарын илүүдэл эсэргүүцлийг үгүй болгож байгаа хэрэг болж байна. Энд унаачгүй морийг загварчилж тооцсон нь учиртай бөгөөд унаач ямар хэлбэрээр морио унах вэ гэдгийг тод харж болно. Морины толгойн арын хуйлралт унаач дээр ирж давхар хуйлралт үүсгэх ба ингэхдээ эсэргүүцлийн хүчийг хэдэн хувиар нэмж орхино. Ингэснээр унаачийн байрлалаас хамаарч моринд ирэх эсэргүүцлийн хүч ямар байх нь тогтоогдоно. Дараах төрлийн байрлалуудыг авч үзье. Зарим нь шоглоом шүү. Зураг бүрийн дугаараар тайлбарыг уншаарай.

1. Мэргэжлийн унаач. Цэгцтэй, аль болох урагш бөхийж унадаг, хоёр тийшээ дайвдаггүй.

2. Энгийн унаач. Зүгээр цэгц суугаад давхидаг, хааяаа хааяаа эмээл дээрээ босно, хажуу тийшээ дайвна. Хөлөө савчина.

3. Согтуу унаач. Ихэнхдээ гэдгэр сууна, хоёр гараа даллаж, морины тэнцвэр алдагдуулахаар ийш тийш дайвна, хөл гарын байрлалыг таашгүй.

4. Дэггүй унаач. Циркчин аятай, морь гайхам байдлаар унана.

Дээрх дөрвөн хэлбэрийн аль нь морь болоод таньд таатай гэж бодож байна?

1 – бол морь болоод таньд аль алинд нь таатай байна. Агаарын эсэргүүцэл бага учир салхинд бага цохигдоно. Энэ уналт хурдны моринд маш чухал.

2 – бол моринд эсэргүүцэл ихтэй боловч унаачид аятайхан байна. Энэ байрлалаар хэсэг зуур л давхихад тохиромжтой. Унаач том хүн бол морь амархан цуцна. Эмээр дээрээ босвол давхих хурд улам багасна.

3 – Согтуу нөхдүүд мал тамлаж байгаагаа ямар мэдэх биш. Ккк. Эсэргүүцлийн хувьд 2 – оос заримдаа бага заримдаа их байна. Ер нь л мориндоо ч тэр, унаачдаа ч тэр зохимжгүй байрлал.

4 – Циркчид, дэггүй жаалууд ингэж давхих байх. Энэ бол гидродинамикийн хувьд хамгийн оновчтой байрлал байж болох ч унаачид сөрөг талтай. Жолоодоход бүр ч хэцүү.

Тооцооны үр дүнгээс харахад морины толгойноос эхлэлтэй хуйлралт нуруу дагаж сүүлээр шувтарч гарч байна. Морь давхихдаа ихэвчлэн хүзүү нь эгцэрч урагш чиглэдэг нь бага гидродинамикийн ачаалал биеэнд ирдэгтэй холбоотой байж болох юм. Морь уралдахад гарааны зурхай дээр ихэвчлэн морьдын хүзүү ихэд урагш чиглэн гарцгаадаг нь богино зайнд хурд авахтай холбоотой байх. Хурдны морь толгойгоо өргөөд дээрхи миний загвар дээрх морь шиг давхидаггүй нь аль болох өөрийн хурдаар үүсэх агаарын урсгалыг бага эсэргүүцэлтэй болгож дасан зохицож давхих арга юм шиг. Доорхи зурганд жишээ болгож хурдны морь болон энгийн морины толгойн өнгийлтийг шугамаар харьцуулав. Энгийн морины толгой зурааснаас өөд гарсан байна. Энэ хэмжээгээр эсэргүүцлийн хүч ихэснэ.

Монгол морины уралдаанд ямар нэгэн уралдааны тактик байдаг эсэхийг мэдэхгүй юм. Унаачид нэг нэгнэ шавхуурдах, хүний морийг шавхуурдах, хааж хөндөлдөх гэх мэтийн муухай үйлдлүүдийг тактик гэдэггүй л байлгүй дээ. Морины уралдааны тайлбар сонсож байхад зул задраагүй байна, толгойн морьд бөөндөө давхиж байна эсвэл зуузай холбосон байна гэдэг дээ. Эдгээрийг аэродинамикийн үүднээс судлаад үзвэл боломжийн тактик гарч ирнэ дээ. Дугуйн уралдааны тактик бол ердөө л энэ шүү дээ. Салхи хагалаж яваа морины ард яваад байвал агаарын эсэргүүцэл бага байх учир морь цуцах нь бага байна. Дээрээс нь унаач хүүхдийн малгай энэ тэрийг хөнгөж хэлбэрийг нь ядаж уралдааны дугуйных шиг болгож сайн агааржуулагчтай болгох хэрэгтэй харагдсан. Ихэнх хүүхдүүд малгайгаа тайлсан, гарт нь нөгөөх нь саад болсон байдалтай барианд орж ирж харагддаг. Дарга У.Хүрэлсүх эрлийз морь уралдуулахгүй гэж шийдвэр гаргаж байгаа харагдсан. Яг ямар үндэслэлээр эрлийз морь уралдуулахгүй гэж үзэж байгааг шинжлэх ухааны үндэстэй гаргаж тавих хэрэгтэй. Миний л бодлоор эрлийзтэй уралдсанаар монгол морины шандас нэмэгдэнэ үү гэхээс багасахгүй юм шиг.

Монгол ахуй соёлоо шинжлэх ухаанчаар сайтар судалж таньж мэдэх нь бидэнд хамгаас чухал байна даа. Морио бас хайрлаж унах хэрэгтэй шүү.

За ингээд аэродинамикийн хувьд сайн унаач, сайн хурдны морины байрлалыг харуулсан сайхан зургаар төгсгөе.

 


avatar

Авторууд

Санал асуулга

Нийт санал: 749

Таны амьдрал дажгүй юу?

53%
Дажгүй шүү.
25%
За яахав дээ, болгож л байна.
5%
Дажгүй гэхэд хэцүү биш гэхэд хэцүү 0 цэг дээр.
14%
Хэрэг алга.
  • 53%
  • 25%
  • 5%
  • 14%