ELEKTROMAGNETYZM KOMPUTEROWY: RZEMIOSŁO, SZTUKA CZY CZARNA MAGIA?

Szanowny Czytelniku, tym razem masz możliwość przeczytania dwóch sprawozdań z tego samego odczytu: jednego nieformalnego sporządzonego przez słuchacza z ostatniego rzędu oraz drugiego napisanego przez specjalistę. Podając obie wersje mamy nadzieje, że dokonamy cudu uzupełnienia jednej drugą.

Oto one:
Profesor Jan Sykulski przez dobrą godzinę przykuwał uwagę 23 sluchaczy, którzy przybyli 27 stycznia 2005 roku do Sali Orłów w POSK-u, aby wysłuchać Jego dowodu na to, że elektromagnetyka numeryczna może być postrzegana jako przede wszystkim narzędzie, potem jako sztuka a w końcu jako czarna magia. Z tym ostatnim dowodem nie było żadnego kłopotu, bo dystans jaki dzielił większość, jeśli nie wszystkich, słuchaczy do poziomu wiedzy profesora był powalający.

Zanim jednak profesor wspiął się na te wręcz nieosiągalne dla przeciętnego zjadacza chleba wyżyny nauki przeszedł drogę, która dostępna jest jednak dla wszystkich tych, którzy ciekawi są wiedzy inżynierskiej i mają zacięcie poznawcze.

Profesor Jan Sykulski jest abolwentem Wydziału Elektroniki Politechniki Łódzkiej, gdzie również zrobił doktorat. Od 1980 roku związany jest z Uniwersytetem w Southampton, a w szczególności z Wydziałem Elektroniki i Informatyki. Specjalizuje się w inżynierii elektromagnetycznej i od roku 2000-go prowadzi grupę badawczą w tej dziedzinie. Jest autorem dwóch książek i okolo 200-tu publikacji. Jest żonaty i ma dwoje dzieci. Cała Jego rodzina połknęła bakcyla nauki. Żona Elżbieta ma doktorat i pracuje w tej samej dziedzinie co mąż. Córka Hanna jest w trakcie robienia doktoratu na Imperial College w Londynie, a syn Adam studiuje matematykę na tymże samym IC. Ma więc profesor wspaniały dorobek nie tylko zawodowy, ale również życiowy. W oczekiwaniu na przybycie słuchaczy mieliśmy również okazję usłyszeć jak profesor wspaniale gra na pianinie - był to standard "As time goes by…". Mówią, że świetnie gra w tenisa. Wróćmy jednak do odczytu.

Odczyt zaczął się od prezentacji niewinnie wyglądających czterech równań Maxwella. Potem przegalopowaliśmy szybko przez historię elektromagnetyzmu i okiełznania zjawisk elektromagnetycznych w urządzeniach, bez których byłoby nam trudno żyć, takich jak telefony komórkowe, parkometry, silniki elektryczne, transformatory, etc. Następnie daliśmy się zwieść podobno łatwym ręcznym obliczeniom, po których ci z nas - słuchaczy, którym wydawało się, że coś rozumieją szybko stracili kontakt kiedy przyszło do zastosowania komputerowych metod symulacyjnych i optymalizacji dla różnych przykładów zastosowań przy użyciu methody elementów skończonych. Przy tej okazji warto w tym miejscu podkreślić, że profesor Zienkiewicz - twórca teorii elementów skończonych jest członkiem honorowym naszego stowarzyszenia.

Kulminacja prezentacji profesora Sykulskiego została osiągnięta w chwili kiedy przeszedł do super-przewodników. Możliwości jakie pojawiają sie w związku z ich wynalezieniem w połączeniu z umiejętnościami jakie posiadają wtajemniczeni w modelowaniu szybko zmieniających się pól elektromagnetycznych pozwalają na wirtualne projektowanie niezwykłych urządzeń. W tym miejscu wykładu profesor Sykulski zademonstrował słuchaczom projekt transformatora opartego na bazie technologii super-przewodników i będącego źrenicą w oku Uniwersytetu w Southampton. Wskazał na dwie jego cechy, które nie są możliwe do uzyskania w oparciu o tradycyjne materiały. Były to wysoka jego sprawność przy jednoczesnej znaczącej redukcji jego wymiarów. Przy okazji, dla wszystkich niespodzianką było, kiedy profesor oznajmił, że srebro może służyć jako izolator, ale tylko dla super-przewodników! Odczyt był wspaniale ilustrowany dynamicznie zmieniającymi się obrazami pól elektromagnetycznych opisanych równaniami rozwiązywanymi przez komputer.

Mimo ogromnego dystansu specjalistycznej wiedzy pomiędzy profesorem, a nami - Jego słuchaczami na zakończenie było dużo pytań. Wydaje się, iż niezwykle wysoki poziom prezentacji skomplikowanej wiedzy o elektromagnetyźmie sprawił, że słuchacze otarli się o wiedzę naukową z tzw. najwyższej półki, a profesor miał sposobność sprawdzenia jak tę skomplikowaną wiedzę można przekazywać niewtajemniczonym w arkana elektromagnetyzmu.

Tyle nieformalnego sprawozdania słuchacza z tylnego rzędu.

Spotkanie było wspomagane wspaniałymi kanapkami z restuaracji Łowiczanka oraz winem zaaprobowanym przez skarbnika STP - inż. Zbyszka Wilimowskiego.

Bardziej formalna relacja z tego niezwykłego odczytu brzmi:
Profesor Sykulski w swoim odczycie dokonał przeglądu stanu osiągnięć w dziedzinie ektromagnetyki numerycznej. Skoncentrował się głównie na zagadnieniach projektowania i optymalizacji oraz rozwoju nowych materiałów. Dobrze zakorzeniona już w projektowaniu metoda elementów skończonych w tym przypadku napotyka na trudności ze względu na skomplikowne zagadnienia fizyczne i matematyczne problemów do opisania. Ostatnie osiągnięcia w rozwoju oprogramowania w ogólności są zachęcające, ale sporo jeszcze zostało do zrobienia dla takiego ulepszenia poziomu edukacji, aby usunąć nimb tajemnicy ciągle otaczającej te zagadnienia.

Działalność społeczności naukowej zajmującej się elektromagnetyką numeryczną jest dobrze zorganizowana w ramach Międzynarodowego Stowarzyszenia Compumag. Jest to organizacja niezależna działająca od 1993 roku w 40 krajach z 700 członkami. Działalność Zawodowej Sieci Elektromagnetyki Numerycznej rozwijająca się na bazie brytyjskiego Stowarzyszenia Inżynierów Elektryków także nabiera impetu i staje się międzynarodowym forum dyskusyjnym. Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Elektryków i Elektroników oraz Towarzystwo Zastosowań Elektromagnetyki Numerycznej kierują działalnościa w północnej Ameryce. Periodyki takie jak IEE Proceedings, IEEE Transactions on Magnetics oraz COMPEL - The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical pełne są znaczących publikacji wskazujących na rozwój i postęp w dziedzinie elektromagnetyki numerycznej. Odbywa się regularnie na całym świecie wiele konferencji poświęconych tylko tym zagadnieniom.

Profesor Sykulski zademonstrował w swoim wykładzie, że metody komputerowo wspomaganego projektowania są już dobrze rozwiniętym narzędziem stosowanym w rozwoju i optymalizacji różnych urządzeń elektromechanicznych i społeczność inżynierska ma możliwość wykorzystania rezultatów fenomenalnego postępu zrealizowanego w tej dziedzinie w ostatnich latach.

Zapraszamy już teraz na kolejny wykład organizowany przez STP we współpracy z PUNO. Tym razem będzie to odczyt dr. inż. Stefan Stańczyka na temat: Nauczanie wspomagane komputerem - klucz do universytetu Europy? Sala Orłów, POSK 24 Luty 2005, 19:00.

Profesor Jan K Sykulski
MSc, PhD, CEng, FIEE, SMIEEE, FInstP, HonProf

Position: Head of Group in Electrical Power Engineering
Extension: 23448
Telephone: +44 (0)23 8059 3448
Fax: +44 (0)23 8059 3709
Email: jks@soton.ac.uk
School of Electronics and Computer Science
University of Southampton
SO17 1BJ, United Kingdom