Британский физик начала XX века Германн Грауэрт известен исследованиями в области аэродинамики. В частности, он вывел формулы, позволяющие рассчитать максимально достижимый коэффициент мощности, то есть, насколько эффективно турбина преобразует энергию ветра в электричество. Однако Глауэрт не учел некоторых параметров, например, общих коэффициентов силы и момента, действующих на винт, а также изгиба лопастей турбины под давлением ветра.

Давление, которое винты и лопасти ветряков испытывают под действием воздушного потока, также необходимо учитывать при расчете общей нагрузки. Этим и занялась Дивья Тьяги из Университета штата Пенсильвания. Она использовала математический метод, который используется для задач условной оптимизации, и нашла элегантное решение проблемы расчетов Грауэрта, сообщает Science Daily.

«Когда я размышлял о проблеме Глауэрта, я думал, что в ней не хватает каких-то шагов, и что она очень сложна, — сказал профессор Свен Шмитц, соавтор статьи и научный руководитель Дивьи. — Должен был быть какой-то более простой способ. Именно тогда появилась Дивья. Она была четвертым студентом, которому я дал задание взглянуть на эту проблему, и единственной, кто взялся за нее. Ее работа действительно впечатляет».

Результаты расчетов Тьяги могут способствовать повышению производительности ветрогенераторов и снижению расходов. Увеличение коэффициента мощности большой турбины всего на 1% уже оказывает серьезное влияние на выработку электроэнергии и на другие коэффициенты.

В качестве темы для дипломной работы Тьяги выбрала исследование динамики воздушных потоков вокруг винта вертолета. Она хочет понять, как воздушный след корабля взаимодействует с вертолетом, пытающимся приземлиться на его палубу.

Согласно отчету Ember, к 2030 году суммарные национальные цели по ветровой энергетике вырастут до 2157 ГВт, что в 2,4 раза больше текущих мощностей. Основным двигателем роста будет Китай, которому удастся утроить свои мощности ветроэнергетики к 2030 году.