Matemātikas formulas = attīstība

Autors: Jeļena Bobkova

Publicitātes bildes

Ne visi spēj saprast, cik ļoti atkarīgi mēs esam no matemātikas formulām. Vienkāršiem cilvēkiem šķiet, ka matemātiķi lielākoties nodarbojas ar nevienam nevajadzīgiem niekiem, lai gan tajā pašā laikā viņi aktīvi izmanto to cilvēku darbu, kuri izstrādā jaunas formulas.

Visa mūsu dzīve sastāv no formulām. Bez tām nebūtu tāda progresa, kādu mēs redzam šodien. Paņemiet savu mobilo tālruni. Jūs domājat, ka to izgudroja elektronikas speciālisti? Ne gluži. Vispirms strādāja matemātiķi, kuri izdomāja formulu. Līdzīgs darbību algoritms bija arī televizoru, datoru un citu ikdienā lietojamo ierīču un sīkrīku ražošanā.

Daudzi no mums veikalu apmeklē katru dienu. Katru reizi, kad veicam pirkumus vai maksājumus, mēs neapzināti izmantojam matemātiskās prasmes. Bez matemātikas pamatjēdzieniem būtu grūti izveidot finanšu plānu vai pārvaldīt budžetu. Tajā pašā laikā matemātikas zinātnei var būt galvenā loma daudzu speciālistu darbā. Inženieri, programmētāji, ekonomisti, statistiķi, pētnieki – viņi visi savos uzdevumos izmanto matemātiku. Matemātiskā domāšana palīdz mums izprast sarežģītas sistēmas, analizēt tendences un veikt precīzas prognozes.

Daugavpilī jau vairākus gadu desmitus vietējā augstskolā, kas ir lielākais izglītības centrs Latgalē un Sēlijā, veiksmīgi strādā Latvijā un ārvalstīs pazīstami matemātiķi. Jau gandrīz trīs gadus viņi aktīvi darbojās Latvijas Zinātnes padomes fundamentālo un lietišķo pētījumu programmas projektā „Šķidruma mehānikas un siltuma vadīšanas sarežģīto dinamisko sistēmu analīze” (lzp-2020/1-0076).

Šis projekts ir saistīts ar fundamentāliem pētījumiem. Bet ko tas nozīmē? Nespeciālistiem šī frāze neko neizsaka, lai gan tas ir patiesi ļoti nozīmīgs pētījums ne tikai matemātiķiem un fiziķiem vienā reģionā, vienā valstī. Lieta tāda, ka jaunie dati, kas iegūti šajos pētījumos, var mainīt pasauli. Šajā gadījumā runa ir par tās turpmāko attīstību. Galvenā loma šajā projektā ir Rīgas Tehniskajai universitātei, kuras partnere ir Daugavpils Universitāte, proti, matemātiķi, kas visu savu dzīvi ir veltījuši skaitļiem, formulām un algoritmiem. Runa ir par izciliem speciālistiem, kuru darbi tiek publicēti zinātnieku aprindās vispopulārākajās platformās. Daži darbi ir publicēti „Scopus”. Un atkal -- nespeciālistiem šis nosaukums neko neizsaka, lai gan runa ir par ļoti nozīmīgu platformu. „Scopus” ir akadēmiskās izdevniecības „Elsevier” 2004. gadā izveidota bibliogrāfiskās informācijas un citēšanas datubāze, ar plašām bibliometrijas iespējām. 2020. gada janvārī „Scopus” bija indeksēti aptuveni 77,8 miljoni publikāciju no vairāk nekā 25 100 izdevumiem, vairāk nekā 9,8 miljoni konferenču tēžu un 44 miljoni patentu. Visus „Scopus” iekļautos periodiskos izdevumus pārskata Satura atlases un konsultatīvā padome (Content Selection & Advisory Board). Tajā pašā laikā izdevumiem ir pienākums uzturēt savu publikāciju augstu kvalitāti. Vienkārši sakot, viduvēju zinātnieku darbi šajā platformā netiks publicēti. Šī projekta ietvaros vien „Scopus” tika publicēti 10 zinātniskie darbi, kuru autori ir Rīgas Tehniskās Universitātes pasniedzēji. Starp Daugavpils Universitātes pasniedzējiem, kuru darbi ir pieejami „Scopus”, ir asociētais profesors zinātņu doktors Armands Gricāns, profesors habilitētais zinātņu doktors Felikss Sadirbajevs, asociētā profesore zinātņu doktore Ināra Jermačenko, zinātņu doktore Inna Samuilika, kā arī zinātņu maģistres Diāna Ogorelova un Olga Kozlovska. Viņi ir atbildīgi par šī projekta matemātisko daļu kas, ir saistīta ar parasto diferenciālvienādojumu robežproblēmām.

Projekta vadītājs ir profesors zinātņu doktors Andrejs Koliškins, kurš ir Rīgas Tehniskās universitātes Lietišķās matemātikas institūta direktors. Rīgas Tehnisko universitāti pārstāv profesori zinātņu doktori Inta Volodko un Ilmārs Iltiņš, asociētā profesore zinātņu doktore Marija Iltiņa, docente zinātņu doktore Valentīna Koliškina, zinātņu maģistrs Maksims Žigunovs, kā arī ārzemju partneris, Honkongas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes profesors Mohameds Hidaoui.

Projekts „Šķidruma mehānikas un siltuma vadīšanas sarežģīto dinamisko sistēmu analīze” ir veltīts vairāku nestacionāru problēmu fundamentāliem pētījumiem un to pielietojumiem siltuma vadīšanā un šķidruma mehānikā. Tā mērķis ir izstrādāt matemātiskos modeļus un algoritmus, lai pētītu trīs galveno problēmu grupas:

* faktoru, kas ietekmē efektīvo biomasas pārstrādi, tīras enerģijas ražošanu un atkritumu utilizāciju, analīze;

* siltuma vadīšanas un šķidruma mehānikas ātro nestacionāro procesu pētīšana (ieskaitot inverso uzdevumu risināšanu);

* vairāku siltuma vadīšanas režīmu analīze radiālās simetrijas gadījumā un atbilstošo nelineāro robežproblēmu atrisināmības, atrisinājumu sazarošanās un bifurkāciju pētīšana.

Šī projekta gaitā nepilnu triju gadu laikā izstrādāti matemātiskie modeļi, algoritmi un datorprogrammas, lai analizētu dinamiskās sistēmas, kas ir saistītas ar biomasas siltuma pārstrādi, tīras enerģijas ražošanu un atkritumu utilizāciju. Bija iespējams veikt siltuma vadīšanas nestacionāru procesu analīzi un kontroli ar izstrādāto modeļu palīdzību, inverso nestacionāro hiperbolisko procesu atrisināšanu (ar pielietojumiem tērauda rūdīšanā). Turklāt, izmantojot absolūtās un konvektīvās nestabilitātes jēdzienus, tika veikta pārējas uz turbulenci ātri palēnināto plūsmu caurulēs un kanālos analīze. Tika izstrādātas jaunas parasto diferenciālvienādojumu un to sistēmu nelineāro robežproblēmu analīzes metodes.

Protams, šajā posmā tā ir tikai vārdu virkne, kas nav saprotama visiem. Tomēr pārskatāmā nākotnē šie pētījumi, visticamāk, mainīs pasauli un atvieglos mūsu dzīvi. Jo pašlaik viena no mūsu galvenajām problēmām ir arvien pieaugošās atkritumu masas utilizācija. Bet ir pilnīgi iespējams, ka ar nepieciešamo pieeju, izmantojot pareizo formulu un tās pielietojumu, būs iespējams iegūt nepieciešamo enerģiju, izmantojot atkritumu apglabāšanu. Un šajā gadījumā no praktiskā viedokļa šī enerģija cilvēkiem kļūs lētāks, nekā tas ir šobrīd, turklāt videi draudzīgāks produkts. Un tas viss sākas ar skaitli!