Проекты

Моделирование переноса пластиковых объектов в вихревых течениях

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная физика» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Инженерная экология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1553 имени В.И. Вернадского
Предметы: Физика, Математика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Пластик в современном мире является самым популярным материалом для изготовления различных упаковок товаров, пакетов, посуды, а также просто в производстве почти каждой вещи. Всё это рано или поздно становится мусором, который попадает в океан.

Из областей скопления мусора часто случаются выбросы, и часть мусора оказывается на побережьях.

Цель

Исследовать влияние вихревых течений на перенос пластика.

Задачи

− Создать установку для исследования вихревых течений.

− Исследовать влияние скорости вращения жидкости и глубины слоя на перенос пластикового маркера.

− Определить влияние изменений некоторых параметров на поведение маркера в вихревом течении.

− Построить точечные графики по полученным данным.

− Выявить закономерности, которые в будущем можно использовать для дальнейшего исследования в больших масштабах и за пределами лаборатории.

Описание

Учёными принято считать, что сам мусор не влияет на течение, а лишь является его частью и полностью повторяет все его манёвры. Однако, как показывают исследования автора, вовлечённый в течение объект может изменять свойства самого течения и являться активным, а не пассивным элементом течения. Именно в этом и заключается несовершенство современных методов прогнозирования и моделирования переноса мусорных отходов в вихревых течениях мирового океана.

Результат

Полученные результаты показывают, что тела, имеющие форму шара, захватываются течением наиболее быстро. Это связано с их обтекаемой формой. А такие тела, как бутылки, менее обтекаемы, поэтому они не соскальзывают в центр воронки, а плавно перемещаются в её центр.

Это позволят понять, что спрогнозировать перемещение масс мусора, состоящих в большей степени из бутылок, будет легче.

Оснащение и оборудование

Установка для создания вихревых течений.

Сотрудничество с вузом при создании работы

МГУ имени М.В. Ломоносова.

Перспективы использования результатов работы

Одной из задач работы было привлечь внимание общественности к чрезвычайно актуальной проблеме мусорного загрязнения мирового океана и других водных объектов нашей планеты. Для более точных данных необходимы более масштабные исследования, но выявленные автором закономерности уже сейчас могут быть полезны при разработке проектов, связанных с очисткой мусорных загрязнений.

Награды/достижения

Победитель школьного и муниципального этапов Московского государственного конкурса проектов.

Призёр межрегиональной научной конференции старшеклассников «XIХ Школьные Харитоновские чтения».

Особое мнение

«Проект «Инженерный класс в московской школе» помогает определить свою будущую профессию, а также предоставляет возможность познакомиться с теми вузами, которые этой профессии обучают»