Dokud neuvidím… neuvěřím

Dokud neuvidím… neuvěřím

Mon Feb 20 15:12:53 CET 2017

Pozorování proudových polí zviditelněných v průhledném proudícím médiu různými metodami otevírá překrásný a zvláštní svět dynamiky plynů. Svět zaplněný rázovými vlnami, vírovými řadami, smykovými vrstvami, nespojitostmi… Tomuto kouzlu podlehly minulé i současné generace výzkumníků a stejně je tomu i v případě dr. Martina Luxy z Ústavu termomechaniky AV ČR, který připravil výstavu fotografií „Nisi videro… non credam – Dokud neuvidím… neuvěřím“.

Expozici v Malé galerii vědeckého obrazu v budově Matematicko-fyzikální fakulty UK podnítilo setkání v Novém Kníně, kde sídlí aerodynamická laboratoř Ústavu termomechaniky AV ČR. Na zdejším semináři, jehož se účastní i odborníci z širšího okruhu zájemců o aplikovanou fyziku, navazují vědci nové (a mnohdy nečekané) kontakty. A právě zde se zrodil nápad představit fotografie v galerii MFF UK, v níž se od roku 2004 uskutečnilo již na sedm desítek výstav.

Podle dr. Luxy osloví fotografie nejen odborníky, ale i laickou veřejnost. Jsou osobité a ukazují něco, co nejsme schopni vidět pouhým zrakem: „Popularizovat technické obory je důležité, protože nechuť většiny mladé generace k technickým, fyzikalním a matematickým disciplínám je třeba překonávat – třeba i formou takových přiblížení a doteků s přírodou, jaké poskytuje tato výstava.“


Interferenční obraz při nulové rychlosti v měřicím prostoru (vlevo). Začne-li měřicím prostorem proudit tekutina,
dojde ke změnám v optických drahách měřicí a referenční větve interferometru a dojde v důsledku interference ke vzniku
soustavy proužků (vpravo). Pro zvýšení koherence světla byl za jiskrový zdroj světla, zařazen modrý interferenční filtr.

Fotografie dokumentují práci vědců z Ústavu termomechaniky, která vznikala z nejrůznějších pohnutek. Často šlo o pokusy, které měly ozřejmit základní fyzikální jevy v proudění stlačitelné tekutiny. Někdy šlo o modelování, které vycházelo z potřeb průmyslu. Mnohé snímky by nevznikly nebýt spolupráce s plzeňskou továrnou na parní turbíny Doosan Škoda Power, které Ústav termomechaniky dlouhodobě pomáhá zvyšovat účinnost parních turbín v elektrárnách – například v Temelíně. Spolupráce s průmyslovými závody má zvláštní půvab, protože pomoc při řešení praktických otázek stavby proudových strojů inspiruje výzkumníky k vědecké práci.

Pohlédněme krátce do historie oboru a vzpomeňme legendární pokusy významného vědce druhé poloviny 19. století Ernsta Macha. Ten stínovou metodou zviditelnil proudové pole okolo letícího projektilu vystřeleného z rakouské armádní pušky. S rozmachem dynamiky plynů se zejména v druhé polovině 20. století rozvíjely i vhodné výzkumné metody.

Zviditelňovací metody využívané při studiu proudění stačitelných tekutin využívají jednoduché skutečnosti, že se při změnách rychlosti či teploty v proudícím médiu mění hustota a lomivost světla. Vedle průkopnických činů Ernsta Macha zmiňme i práci dr. Jaroslava Kašpara ve Výzkumném a zkušebním ústavu leteckém. Známý je i prof. Radoš Řezníček, který mj. sepsal vynikající učebnici Vizualizace proudění (Nakladatelství Academia, 1972) s podtitulem Optické metody vyšetřování proudění tekutin.


Pole interferenčních proužků při nulové rychlosti (vlevo). Pole interferenčních proužků při proudění tekutiny (vpravo).

Ani výzkumníci v průmyslových závodech nezůstali stranou. V prostorách společnosti Doosan Škoda Power lze vidět letité barevné šlírové obrázky Ing. Pekárka a prof. Štastného. Ty zachycují kondenzační ráz v proudícím vlhkém vzduchu při obtékání profilů turbíny. Využili vlastního optického uspořádání pro barevnou šlírovou metodu, které bylo později dokonce patentováno.

Ústav termomechaniky zaujímá ve vizualizaci proudění v oboru dynamiky plynů v České republice výsadní postavení. Jednak kvůli nepřetržitému využívání optických metod v dynamice plynů (od začátku šedesátých let 20. století), jednak unikátnímu vybavení aerodynamické laboratoře v Novém Kníně.

Výstavu, jejíž vernisáž se uskutečnila 14. února 2017, můžete navštívit v budově Matematicko-fyzikální fakulty UK, Ke Karlovu 3, 1. patro (chodba vlevo od hlavního schodiště) do 18. dubna 2017, v pracovních dnech od 7 do 20 hodin.

Martin Luxa, Ph.D., vystudoval inženýrské studium na katedře letadel Strojní fakulty ČVUT v Praze, doktorský titul obdržel v oboru termomechanika a mechanika tekutin. Působí v Ústavu termomechaniky AV ČR jako vedoucí oddělení dynamiky tekutin a Laboratoře vnitřních proudění. Zabývá se především experimentálním výzkumem proudění stlačitelných tekutin se zaměřením na využití optických a zviditelňovacích metod.

Připravili: Martin Luxa, Ústav termomechaniky AV ČR a Odbor akademických médií SSČ AV ČR
Fota: Archiv ÚT AV ČR