Nim przejdę do rzeczy, zgłaszam stanowczą prośbę, by osoby, dla których fizyczne aspekty katastrofy smoleńskiej są nieistotne, bo wszystko wyjaśniają im aspekty organizacyjne (np. słabe wyszkolenie i/lub błąd pilotów, zbyt dużo osób na pokładzie, rozmowa braci, naciski osób trzecich, rozdzielenie wizyt etc.), a także osoby, dla których metody numeryczne i wizualizacja danych stanowią jedynie "kreskówkę", obeszły tę notkę szerokim łukiem, bo nie zgadzam się na dyskusję pod nią na tematy pozafizyczne i jestem przeciwnikiem trollowania. Ta sama uwaga dotyczy osób niecierpliwych, które biorą się za komentowanie przed dotarciem do końca materiału.
Czy zatem prof. W. Binienda jest pseudonaukowcem i partaczem?
Takie zdanie prezentują w zasadzie ludzie, którzy albo nie mają odpowiedniego wykształcenia technicznego, albo są zagorzałymi antypisowcami. Okazuje się bowiem, że nie tylko sama katastrofa smoleńska, ale i czysta fizyka tego zdarzenia, ma podłoże polityczne. Osoby niezaangażowane politycznie, z odpowiednim potencjałem technicznym, nie mają problemu, by wyobrazić sobie różne warianty kontaktu brzoza-skrzydło oraz ich konsekwencje czysto fizyczne.
Na temat metody elementów skończonych (FEM) mam dostateczną wiedzę ogólną, lecz programu LS-DYNA nigdy nie używałem, bo nie to nie mój obszar zainteresowań. Niemniej od wielu lat jestem wręcz fanem modelowania numerycznego i symulacji komputerowych. Stąd z ciekawością przyglądam się próbom dezawuowania praw fizyki i matematyki na potrzeby bieżącej walki politycznej w Polsce.
Bez trudu mogę sobie wyobrazić sytuację, że skrzydło tupolewa odpada w kontakcie z brzozą i równie łatwo dostrzegam możliwość odwrotną. Która miała miejsce pod Smoleńskiem? Nie wiem. Czy prof. Wiesław Binienda popełnił błąd w założeniach bądź w obliczeniach? Tego też nie wiem. Wiem natomiast, że wyjaśnienie tego zdarzenia na gruncie fizyki jest nawet bardzo istotne, bo albo udowodni, że komisje Anodiny i Millera pracowały rzetelnie, albo wręcz przeciwnie. Nie można też wykluczyć sytuacji, że nie uda się ustalić tego jednoznacznie. Moim zdaniem trzeba to jednak zrobić z kilku powodów. Raz, że była to jedna z największych katastrof, dwa, że ranga osób na pokładzie była bardzo wysoka, trzy, że metody badawcze służące wszechstronnemu wyjaśnieniu mogą się przydać w przyszłości, cztery, że przyszłe pokolenia nie wybaczą nam zaniechań w tym zakresie.
Znane są argumenty przeciwników analizy prof. Biniendy. Do najbardziej znanych należy prof. Paweł Artymowicz. Niestety, mimo że jest dobrym astrofizykiem, niepotrzebnie uwikłał się w różne dziwne rzeczy natury plotkarsko-politycznej (słynne "tak lądują debeściaki") oraz liczne wypowiedzi o podłożu politycznym, przez co dość skutecznie podważył swój naukowy obiektywizm. Ostatnio u siebie w blogu zadał m.in. mało sensowne pytania, trącające wręcz szczeniacką zaczepką, na temat konferencji w Kazimierzu Dolnym, w której sam uczestniczył i był jedną z kluczowych postaci:
Prof. Binienda nie zgłosił organizatorom chęci udziału w konferencji, nie zarejestrował się i nie przyjechał. Wypada zapytać: Dlaczego? Czyżby nie czuł takiej potrzeby? Czy wystarcza mu widownia w programie TVP Pospieszalskiego?
Równie łatwo odbić piłeczkę i zapytać, dlaczego prof. Paweł Artymowicz (lub inny polski naukowiec) nie skorzystał z okazji i nie pojawił się na konferencji w Pasadenie? Poza tym w ostatnim pytaniu zawarta jest dość idiotyczna treść, sugerująca, że prof. Wiesław Binienda ograniczył swój pobyt w Polsce do wystąpień przed kamerami albo że zawitał do Polski głównie z powodu kazimierskiej konferencji. Prof. Artymowicz pomija przy tym kilka spotkań prof. Biniendy z licznymi gremiami polskich naukowców, o czym łatwo było dowiedzieć się z wielu źródeł. Dlaczego zabrakło na nich prof. Pawła Artymowicza bądź innych przeciwników analiz prof. W. Biniendy?
Nb. prof. P. Artymowicz sugeruje, że właściwsza dla tego badania byłaby metoda rozmytych elementów skończonych (S-FEM). Może i tak, bo na pewno jest dokładniejsza. Prof. Artymowicz nie wyjaśnia jednak dostatecznie powodów sięgania do tej metody, czyli nie udziela odpowiedzi na pytanie, co istotnego dzięki temu uzyskamy. W badaniu katastrof i wypadków bardzo rzadko jest bowiem potrzebny mikrometr czy nawet suwmiarka. Najczęściej do pomiaru długości drogi hamowania bądź innych śladów wystarczy taśma miernicza. Tak samo można przyjąć do obliczeń wytrzymałościowych liczbę pi z dokładnością do 33 miejsc po przecinku, zamiast prostej logiki dwuwartościowej zastosować złożoną logikę rozmytą do sterowania pralką automatyczną itp. Można i z pewnością nic złego się nie stanie. Tylko co nam to da?
Jedną z ciekawszych notek opublikował w S24 zenon8228, w której skrytykował model drewna przyjęty do obliczeń numerycznych. Na ile jest to krytyka istotna i uzasadniona - trudno stwierdzić, albowiem sam zenon8228 nie wie, jak było w istocie, zaś wszyscy wiemy jedynie tyle, że prof. W. Binienda przyjmował różne parametry wytrzymałościowe brzozy, w tym znacznie wykraczające poza zakres występujący w przyrodzie. Możliwe więc, że "wchłonęły" one z naddatkiem niedoskonałości w zakresie doboru modelu. W każdym razie tak powinna wyglądać dyskusja na temat fizyki różnych zjawisk i aż żal, że zenon8228 bądź ktokolwiek inny nie wdał się w spór z prof. Biniendą w tym przedmiocie. Być może znowu by się coś wyjaśniło.
W tej sytuacji, zamiast normalnej konfrontacji wyników badań naukowych, skazani jesteśmy na zaoczny pojedynek różnych wariantów fizyki zdarzenia z polityką w tle. W ramach tego pojedynku Nasz Dziennik opublikował rozmowę z prof. dr. hab. inż. Jackiem Rońdą z Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki AGH. Z wywiadu dowiadujemy się również o niedawnej śmierci dr. inż. Włodzimierza Abramowicza, wybitnego specjalisty w dziedzinie mechaniki i dynamiki konstrukcji, twórcy nowoczesnych metod symulacji komputerowych w analizie zderzeń pojazdów, statków i katastrof lotniczych, który wraz z prof. Rońdą podjął się weryfikacji analizy prof. W. Biniendy.
Przechodząc zatem do rzeczy, czyli do odpowiedzi na pytanie, czy prof. Binienda popełnił gdzieś zasadniczy błąd, który mógł wpłynąć na końcowe wyniki analizy, warto zacytować niektóre uwagi prof. J. Rońdy, zajmującego się problematyką FEM niemal od zawsze, a ściślej od 1973 roku, choć uczciwie trzeba zaznaczyć, że w innych obszarach niż prof. Binienda:
1. Czy program LS-DYNA był odpowiedni do tego badania i czy istnieją inne, lepsze od niego?
To jest dobre narzędzie do modelowania procesów deformacji w mechanice konstrukcji. LS-DYNA jest rozwijana od 1976 r. na najlepszych uniwersytetach amerykańskich i europejskich, ma wiele opcji, ogólnie nadaje się do obliczeń konstrukcji oraz obliczeń zagadnień kontaktowych, w tym zderzeń, czyli deformacji i destrukcji konstrukcji w czasie kontaktu obiektów ruchomych z przeszkodami.
Wyniki otrzymane z tych programów powinny być podobne i różnić się nieznacznie co do wartości, natomiast jakościowo powinny odpowiadać temu samemu modelowi zjawiska fizycznego. Istnieją również programy specjalistyczne do modelowania zjawiska, np. zderzenia pojazdów, takie jak PAM CRASH. Z ich pomocą można uwzględnić wiele efektów występujących tylko w wąskiej grupie zjawisk fizycznych. Takim efektem jest na przykład darcie poszycia samochodu, skrzydła samolotu, płaszcza statku po zderzeniu z górą lodową itp. LS-DYNA daje takie możliwości, chociaż nie jest programem specjalizowanym do modelowania jednego typu problemów mechanicznych. Pan profesor Binienda zastosował taki pakiet, który był dla niego dostępny w jego Instytucie. Zastosował też kilka modeli materiałowych dla aluminium. Użył takich modeli, jak model Johnsona Cooka, stosowany między innymi przez NASA.
2. Jakie dane interesowały prof. J. Rońdę i dr. inż. W. Abramowicza w aspekcie powtórzenia obliczeń numerycznych w Polsce?
Interesowała nas przede wszystkim dyskretyzacja skrzydła Tu-154M. Czyli tzw. siatka elementów skończonych. Jak również modele materiałów, jakie pan prof. Binienda zastosował dla sformułowania modelu konstrukcji skrzydła. W metodzie elementów skończonych musimy zastąpić ten rzeczywisty obiekt siatką elementów skończonych. Przy czym liczy się nie tyle sama siatka, ile typ elementów skończonych, jakie pan profesor zastosował do swoich obliczeń. Element skończony jest definiowany nie tylko jako obiekt geometryczny, ale przede wszystkim jako funkcja kształtu dla odkształceń, która determinuje w sposób matematyczny deformację elementu skończonego. Precyzyjnie odpowiada to rzeczywistemu schematowi deformacji w elemencie skończonym. To bardzo ważne. Decyduje typ elementu skończonego, który jest sprzężony z tzw. funkcją kształtu, co odpowiada schematowi deformacji tego matematycznego-fizycznego obiektu. W metodach numerycznych przyjmuje się, że im więcej jest elementów i więcej węzłów, tym wynik obliczeń jest bliższy rzeczywistości. Czyli model matematyczny lepiej odpowiada rzeczywistemu zjawisku fizycznemu.
3. Czy odpowiedzi na pytania, które prof. J. Rońda zadał prof. W. Biniendzie były satysfakcjonujące, czyli jak - jako naukowiec - w efekcie końcowym ocenia jakość modeli i analizy prof. W. Biniendy?
Jako właściwe. Wybór modeli materiałów, jakich dokonał pan prof. Binienda, był prawidłowy. Tak samo jak ustanowienie warunków początkowych i brzegowych. Profesor Binienda zastosował elementy powłokowe lotnicze oraz przeprowadził analizę wrażliwości rozwiązania na zmianę warunków brzegowych w modelu zadania kontaktowego. To mnie całkowicie usatysfakcjonowało. Moje dociekania, jeśli chodzi o analizy prof. Biniendy, dotyczą tzw. zagadnień kontaktowych. Muszę wspomnieć, że na ten temat przygotowałem w 1986 r. pracę habilitacyjną. Pragnę dodać, że jestem absolwentem Instytutu Budowy Sprzętu Mechanicznego (kryptonimowa nazwa Instytutu Uzbrojenia) na Politechnice Warszawskiej. Z tzw. pierwszego wykształcenia jestem balistykiem wewnętrznym, od 1970 roku zajmowałem się między innymi zagadnieniami kontaktowymi, w tym penetracją pancerza przez pocisk, fragmentacją pocisku itp. Owe warunki brzegowe, o które pytałem pana prof. Biniendę, odwzorowują właśnie problem kontaktowy między tą słynną pancerną brzozą i skrzydłem. Chodzi o zachowanie konstrukcji, czyli skrzydła, w czasie zderzenia. Profesor Binienda uwzględnił w swoich obliczeniach nawet tzw. efekt darcia poszycia skrzydła. To bardzo istotna kwestia przy analizie zaawansowanej deformacji konstrukcji z równoczesnym uwzględnieniem jej destrukcji.
Resztę wywiadu zalinkowałem, także poniżej. Warto się z nim zapoznać.
http://www.naszdziennik.pl/index.php?dat=20120609&typ=po&id=po19.txt
Komentarze
Pokaż komentarze (81)