Choć dynamika stochastyczna jest stosunkowo nową dziedziną mechaniki, wzrasta jej rola we współczesnej inżynierii - uważa prof. Kazimierz Sobczyk z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN http://www.ippt.gov.pl

Badanie wpływu losowych zdarzeń na konstrukcje było tematem piątkowego wykładu kończącego 21. Kongres ICTAM http://ictam04.ippt.gov.pl (Międzynarodowy Kongres Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej) w Warszawie.

DYNAMICZNE ZJAWISKA W SKOMPLIKOWANYCH UKŁADACH

\"Dynamika stochastyczna jest ogromną dziedziną wiedzy zajmującą się zjawiskami dynamicznymi w układach, na które działają skomplikowane i losowe wymuszenia zewnętrzne, lub wewnętrzne\" - wyjaśnia prof. Sobczyk.

Przykładem takich losowych działań na konstrukcje może być platforma wiertnicza na morzu, na którą działają skomplikowane, przypadkowe obciążenia spowodowane falami i silnym wiatrem.

Jak zaznacza prof. Sobczyk, problemów wpływu procesów losowych na konstrukcje nie jesteśmy w stanie opisać przy pomocy tradycyjnej matematyki, ponieważ obserwujemy w nich duży wpływ losowości.

\"Dynamika stochastyczna zajmuje się problemami dynamiki rzeczywistych układów inżynierskich, fizycznych i biologicznych oraz innych, w których oprócz znanych obciążeń występują dodatkowo skomplikowane losowo wymuszenia\" - dodaje Sobczyk.

TEORIA PROCESÓW STOCHASTYCZNYCH

Wymuszenia te można opisywać za pomocą teorii prawdopodobieństwa, a dokładniej tej jej części, którą określa się jako teorię procesów stochastycznych, czyli, jak wyjaśnia naukowiec - \"losowych zjawisk zależnych od czasu\".

\"W dynamice stochastycznej umiemy matematycznie opisywać skomplikowane układy, charakteryzować losowe obciążenia, wprowadzać je do modelu matematycznego, rozwiązywać, a ostatecznie otrzymywać np. wielkości przemieszczeń, czy naprężeń tzw. dynamicznych charakterystyk tych układów\" - mówi Sobczyk.

Dynamika stochastyczna jest przydatna również np. w opisie zjawisk w przypadku samolotu lecącego w trudnych warunkach atmosferycznych, kiedy pada deszcz, jest burza i silny wiatr.

\"Samolot pokonuje przestrzeń powietrzną w bardzo turbulentnych warunkach, a działające na niego wymuszenia generują bardzo niebezpieczne drgania powłoki samolotu i innych jego części\" - zaznacza.

BY STWORZYĆ SYSTEM WYTŁUMIANIA DRGAŃ

Dynamika stochastyczna ma na celu, jak podkreśla prof. Sobczyk, przygotowanie informacji do projektowania nowoczesnego typu konstrukcji i zaplanowanie np. optymalnego systemu wytłumiania niebezpiecznych drgań.

\"Dziedzina ta służy określaniu niezawodności skomplikowanych konstrukcji. Dotyczy to nie niskich domów z cegły, ale np. kilkusetmetrowych masztów radiowo-telewizyjnych, przytrzymywanych tylko linami\" - opowiada Sobczyk.

Jak ocenia, dynamika stochastyczna jest poważnie zaawansowaną dziedziną mechaniki.

Prof. Sobczyk przypomina, że stosowanie metod teorii prawdopodobieństwa i statystycznych nastąpiło najpierw w fizyce około 100 lat temu w związku z problemami dotyczącymi np. opisu ruchów Browna.

\"Natomiast inżynierska dynamika stochastyczna rozpoczęła się około 50 lat temu - najpierw w problemach sterowania automatycznego, później w analizie konstrukcji lotniczych, mechanicznych i budowlanych\" - mówi.

STOCHASTYCZNA ANALIZA... UKŁADÓW FINANSOWYCH

Jak zauważa, choć jest to dziedzina znacząca i już dobrze rozwinięta, to jednak jest ciągle w toku intensywnego rozwoju.

\"Ostatnio jest ona niezwykle aktualna w analizie układów ekonomicznych i finansowych\" - zwraca uwagę prof. Sobczyk.

***

Tradycyjnie referaty rozpoczynające i kończące Kongres Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej dotyczą mechaniki płynów oraz mechaniki ciał stałych i konstrukcji.

Wykład inaugurujący obecny kongres, autorstwa holenderskiego naukowca Leena van Wijngaardena dotyczył współzależności między wodą a powietrzem.

PAP - Nauka w Polsce, Bogusława Szumiec-Presch

23 sierpnia 2004