John Dabiri - John Dabiri
John O. Dabiri | |
|---|---|
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| Nascer |
Toledo , Ohio |
| Cidadania | Estados Unidos, Nigéria |
| Alma mater |
Princeton University (BSE) Caltech (Ph.D.) |
| Conhecido por |
Formação de vórtice Engenharia reversa de aplicações de águas-vivas em turbinas eólicas |
| Prêmios |
PECASE (2008) MacArthur Fellow (2010) Prêmio Alan T. Waterman (2020) |
| Carreira científica | |
| Campos |
Aeronáutica Bioengenharia Engenharia mecânica |
| Instituições |
Caltech Stanford University |
| Orientador de doutorado | Morteza Gharib |
John Oluseun Dabiri é engenheiro aeronáutico nigeriano-americano e professor titular do Centennial Chair do California Institute of Technology (Caltech), com cargos nos Graduate Aerospace Laboratories (GALCIT) e Engenharia Mecânica. Sua pesquisa se concentra em mecânica de fluidos instáveis e física de fluxo, com ênfase particular em tópicos relevantes para biologia, energia e meio ambiente. Ele é mais conhecido por sua pesquisa sobre a hidrodinâmica da propulsão de águas-vivas e o projeto de um parque eólico de eixo vertical adaptado a partir de cardumes de peixes . Ele é o diretor do Laboratório de Propulsão Biológica, que examina o transporte de fluidos com aplicações em locomoção aquática , conversão de energia dinâmica de fluidos e fluxos cardíacos , além de aplicar métodos teóricos em dinâmica de fluidos e conceitos de formação ótima de vórtices .
Em 2010, Dabiri recebeu a MacArthur Fellowship por seu trabalho teórico de engenharia. Ele fundou o Laboratório de Campo Caltech para Energia Eólica Otimizada (FLOWE) em 2011, um parque eólico que investiga a troca de energia em uma série de turbinas eólicas de eixo vertical. Suas honrarias incluem um prêmio Young Investigator do Office of Naval Research , um prêmio presidencial de início de carreira para cientistas e engenheiros (PECASE) e ser nomeado um dos " 10 brilhantes " cientistas da revista Popular Science em 2008. A revista Bloomberg Businessweek o listou entre seus Inovadores em Tecnologia de 2012.
Infância e educação
Os pais de Dabiri são imigrantes nigerianos, que se estabeleceram em Toledo, Ohio , em 1975. O pai de Dabiri era um engenheiro mecânico que ensinava matemática em uma faculdade comunitária . Sua mãe, uma cientista da computação, criou três filhos e abriu uma empresa de desenvolvimento de software. Foi observar seu pai, que ocasionalmente fazia trabalhos de engenharia paralelamente, que encorajou o amor de Dabiri pela engenharia.
Educado em uma pequena escola batista, onde se formou em primeiro lugar em sua classe em 1997, Dabiri foi aceito por Princeton . Ele estava interessado principalmente em foguetes e jatos , e passou dois verões fazendo pesquisas que incluíam trabalho no projeto de helicópteros . No verão após seu primeiro ano, ele aceitou um Summer Undergraduate Research Fellowship (SURF) em Aeronáutica na Caltech , rejeitando uma oferta de estágio da Ford a pedido de um professor. O projeto de verão sobre os vórtices criados por uma água-viva nadadora o atraiu para o crescente campo da biomecânica.
Dabiri se formou summa cum laude com um BSE em engenharia mecânica e aeroespacial pela Universidade de Princeton em 2001 depois de concluir uma tese sênior de 66 páginas, intitulada "Uma investigação de fenômenos aerodinâmicos de pás de rotor em pequena escala usando velocimetria de imagens de partícula e modelos computacionais", sob a supervisão de Frederick L. Dryer. Dabiri então retornou ao Caltech para estudos de pós-graduação. Ele foi finalista das Bolsas Rhodes e Marshall . Ele recebeu bolsas de pesquisa da NSF oito vezes em cinco campos diferentes.
Pesquisar
As medusas tendem a ser muito eficientes quando nadam, o que significa que com uma determinada quantidade de energia elas podem ir mais longe do que muitos outros animais. Como um dos organismos multicelulares mais simples, as medusas (medusas) contraem as células para gerar forças de jato. Ao analisar matematicamente os anéis de vórtice de fluido que se formam como resultado da contração, Dabiri foi capaz de modelar a formação de anéis de vórtice ideais. Além disso, Dabiri e seus colegas confirmaram experimentalmente que essa propulsão se torna "um meio de locomoção mais eficiente à medida que os animais crescem", porque o impacto relativo da viscosidade na propulsão diminui com o tamanho.
Para promover medições de velocimetria de imagem digital de partícula in situ de propulsão em animais aquáticos, Dabiri e seu aluno K. Katija projetaram e patentearam um dispositivo que faz medições muito precisas que são computadas na energia cinética devida à natação. Os mergulhadores usam um sistema ótico e laser que ilumina o campo de fluxo. A técnica permite o refinamento e o teste de modelos anteriores para a formação de vórtices . A pesquisa tem "implicações profundas não apenas para a compreensão da evolução e biofísica da locomoção em águas-vivas e outros animais aquáticos, mas também para uma série de questões distantemente relacionadas e aplicações em dinâmica de fluidos, desde o fluxo sanguíneo no coração humano até o design do vento geradores de energia . "
A indústria de energia eólica está se expandindo para pás cada vez maiores, que captam mais energia. No entanto, Dabiri acredita que problemas associados a grandes turbinas - dificuldades de projeto, custos de construção, aumento das necessidades de área (turbinas às vezes são erguidas a uma milha de distância para garantir um bom fluxo de vento), reclamações desagradáveis e fatalidades acidentais de pássaros / morcegos - podem ser evitados por meio da inovação. Seu centro FLOWE, com 24 turbinas de eixo vertical fechadas, é seu passo em direção à colheita mais econômica de energia eólica. Observando que há interferência construtiva nas esteiras hidrodinâmicas de cardumes de peixes , Dabiri sugeriu que extrair energia de vórtices de fluxo poderia ajudar mais do que a locomoção. Seus modelos do mecanismo de extração de energia são aplicáveis ao projeto e avaliação de sistemas instáveis de conversão de energia aero e hidrodinâmica, como parques eólicos . O projeto de uma série de turbinas de eixo vertical levou a um aumento de cerca de uma ordem de magnitude na produção de energia por área. Dabiri fez parceria com a Windspire Energy para o uso de três das 24 turbinas que têm aproximadamente 30 pés de altura e 4 pés de largura. Ele abriu uma empresa, Scalable Wind Solutions, para comercializar o software usado para posicionar de forma otimizada as turbinas eólicas. Isso também levou à Marinha dos Estados Unidos a financiar o desenvolvimento de uma nave subaquática que se propulsiona nesses conceitos, usando até 30% menos energia do que antes.
A engenharia reversa é o mais novo foco de pesquisa de Dabiri. Em julho de 2012, uma equipe composta por alunos e professores do Caltech e de Harvard publicou um artigo que descreveu um método de engenharia de tecidos para construir uma água - viva a partir de células do músculo cardíaco de rato e um polímero de silício . Em um nível básico, a função de uma água-viva - usar um músculo para bombear um fluido - "é semelhante à do coração humano, o que torna o animal um bom sistema biológico para analisar e usar na engenharia de tecidos". O próximo passo que esta pesquisa dará é em direção a um protótipo autossustentável - aquele que pode coletar alimentos e ativar contrações musculares internamente.
Ensino
Dabiri foi oferecido um titular posição na Caltech com a idade de 29. Ele deu de 2010 Convocação Discurso na Caltech . Em 2014, ele foi nomeado Reitor de graduação da Caltech e eleito Fellow da American Chemical Society . Ele foi nomeado Professor do Mês na Caltech em fevereiro de 2012. Ele atuou como Presidente do Conselho do Corpo Docente e como Decano de Alunos durante seus 10 anos na Faculdade Caltech. No instituto de pesquisa, ele deu várias aulas, incluindo uma aula de pós-graduação em propulsão , um curso de biomecânica , uma aula de laboratório sobre métodos experimentais em aeronáutica e física aplicada , e o curso de introdução à mecânica dos fluidos , para o qual foi altamente recomendado pelos alunos. Em 2015 ele se tornou professor na Universidade de Stanford.
Ele está interessado em motivar as crianças considerando os campos STEM . Conforme relatado em sua entrevista NPR ,
Ter dois pais lá que me encorajaram e, em alguns casos, me forçaram a estudar e realmente levar os estudos a sério, foi muito importante em um estágio inicial. E depois de ir para a escola, o papel dos meus professores sempre foi muito importante. Eu me lembro da minha professora da quarta série ... [ela] me fez acreditar que eu era inteligente e então eu peguei isso e meio que assumi e tentei corresponder às expectativas que ela tinha colocado em mim, mesmo sendo uma aluna da quarta série. E então realmente queremos agarrar a imaginação dos alunos da primeira e segunda série em um estágio bem inicial, e deixá-los entusiasmados para se tornarem cientistas , tão entusiasmados quanto eles estão para se tornarem um bombeiro ou a próxima estrela do rap.
Ele também está envolvido no programa de mentor de sua igreja, The Faith Foundation.