С помощью CAE-системы ANSYS CFD 17-летний Реймонд Вонг (Raymond Wang) из Канады разработал устройство, улучшающее систему кондиционирования воздуха в самолете

В ноябре 2015 года 17-летний Реймонд Вонг (Raymond Wang) из Канады представил на TED-конференции в Нью-Йорке проект по предотвращению распространения патогенных организмов на борту самолета. Запатентованное молодым изобретателем устройство предназначено для изменения циркуляции потоков воздуха в салоне воздушного судна.

Видео: выступление Реймонда Вонга на TED-конференции

Что происходит, когда в самолете кто-то чихнул и закашлялся, как микробы распространяются по салону и насколько велик риск подхватить инфекцию во время длительного перелёта? Чтобы получить ответы на эти вопросы, ученик частной школы St. George's School в Ванкувере Реймонд Вонг провел компьютерное моделирование воздушных потоков, распространяющих болезнетворные микрочастицы от чихающего пассажира. В своей работе Реймонд использовал программную систему компьютерного инжиниринга ANSYS CFD, предназначенную для решения задач вычислительной гидрогазодинамики (Computational Fluid Dynamics, CFD).

Для моделирования воздушных потоков в кабине самолета Реймонд Вонг использовал программную систему компьютерного инжиниринга ANSYS CFD

Отметим, что в 2014 году инженеры ANSYS проводили похожее исследование процессов, связанных с чиханием человека в самолете. В видеоролике, представляющем результаты данной работы, можно увидеть, как происходит распространение воздушно-капельной массы в салоне авиалайнера. В частности, демонстрируются зоны наибольшего риска заражения относительно инфицированного пассажира. 

Видео: как патогенные частицы распространяются по салону самолета. Моделирование выполнено в ANSYS CFD 

Вонг в своей работе не только показал, как поток загрязненного воздуха в течение некоторого времени циркулирует  по салону самолета, но и предложил идею по модернизации современных систем кондиционирования и фильтрации воздуха в авиалайнерах. Реймонд предлагает дооснастить верхние боковые панели подачи воздуха  конструкцией собственной разработки. Устройство решает задачу перенаправления воздушных потоков непосредственно к нижним панелям, предназначенным для отвода воздуха.

"Таким образом, создаются персонализированные зоны дыхания для каждого пассажира", - отмечает  Реймонд Вонг.

Видео: моделирование циркуляции воздуха в кабине самолета с традиционной системой кондиционирования (ANSYS CFD)

Видео: моделирование циркуляции воздуха в кабине самолета с улучшенной системой кондиционирования (ANSYS CFD) 

Говоря об актуальности своей разработки, Реймонд Вонг напомнил, в частности, об исследовании UCLA (University of California, Los Angeles), согласно которому носитель вируса H1N1 за время длительного трансатлантического перелета может заразить еще 17 пассажиров авиалайнера.

По словам Реймонда, его устройство может "почти в два раза улучшить доступность свежего воздуха в салоне и снизить концентрацию микробов в воздухе в 55 раз".

В рамках проекта он также провел испытания физической модели самолета в уменьшенном масштабе. Как подчёркивает Вонг, тесты показали высокую корреляцию с результатами компьютерного моделирования.

Устройство, разработанное Реймондом, уже получило серьезное признание. Молодой инноватор получил главный приз на международной научно-технической ярмарке Intel (Intel International Science and Engineering Fair, ISEF) в Питтсбурге в мае 2015 года и премию в 75 тысяч долларов.

Справка

Реймонд Вонг

Реймонд Вонг – молодой изобретатель, ученик частной школы St. George's School в Ванкувере, Канада. С 2014 года является участником Canada's Top 20 Under 20 – программы поддержки талантливых молодых лидеров не старше 20 лет. Популяризатор STEM-образования.

В 2015 году за разработку системы по изменению циркуляции потоков воздуха в салоне самолета Рэймонд Вонг удостоен премии Intel International Science and Engineering Fair (ISEF).

В 2012 году, в возрасте 14 лет дошел до финала конкурса Google Science Fair с проектом по использованию энергии дождевых капель, снега и града Weather Harvester.

Видео: Реймонд Вонг о проекте Weather Harvester

Свое свободное время Рэймонд посвящает, в том числе, музыке: он выступает в Канадском национальном молодежном оркестре кларнетистов, а также является выпускником Королевской музыкальной консерватории в Торонто по классу фортепиано.

Конференции TED

TED (Technology Entertainment Design; Технологии, развлечения, дизайн) — частный
некоммерческий фонд в США, известный прежде всего своими ежегодными конференциями, проводящимися с 1984 года.

Основная миссия конференции - распространение уникальных идей («ideas worth spreading»); избранные лекции (TED Talks) доступны на сайте конференции TED.com, также они доступны на канале YouTube. Тематика выступлений разнообразна: наука, искусство, дизайн, политика, культура, бизнес, глобальные проблемы, технологии и др. 

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab^® по материалам ansys-blog.com, societyforscience.org, ted.com.