John Dabiri
John Dabiri est un biophysicien américain et professeur d'aéronautique et de bioingénierie à l'Institut de technologie de Californie, né en 1980. Il est surtout connu pour ses recherches sur l'hydrodynamique de la propulsion des méduses et la conception d'un parc éolien à axe vertical adapté de bancs de poissons. Il est directeur du Laboratoire de propulsion biologique, qui examine le transport des fluides avec des applications dans la locomotion aquatique, la conversion d'énergie dynamique des fluides et des flux cardiaques, ainsi que l'application de méthodes théoriques en dynamique des fluides et des concepts de formation de vortex optimal.
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Morteza Gharib (en) |
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En 2010, Dabiri a reçu une bourse MacArthur pour son travail d'ingénierie théorique. Il a créé le Laboratoire des Champs Caltech pour l'énergie éolienne optimisée (FLOWE) en 2011, un parc éolien qui enquête sur l'échange d'énergie dans un tableau de la verticale -axe des éoliennes. Ses distinctions incluent le Prix du jeune chercheur de l'Office of Naval Research, une bourse présidentielle de carrière anticipée pour les scientifiques et les ingénieurs (Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers - PECASE) et d'avoir été nommé comme l'un des 10 brillants savants du magazine Popular Science en 2008. Le magazine Bloomberg Businessweek l'a classé parmi ses innovateurs technologiques en 2012.
Biographie
Les parents de John sont des immigrés nigérians[1], qui se sont installés à Toledo (Ohio) en 1975. Le père de John était un ingénieur mécanique qui a enseigné les mathématiques dans un collège communautaire. Sa mère, une informaticienne, a élevé trois enfants et a démarré une entreprise de développement de logiciels. Il observait son père, qui effectuait de temps à autre un travail d'ingénierie à côté, ce qui encourageait la passion de Dabiri pour l'ingénierie.
Formé dans une petite école secondaire en 1997, John a été accepté à l'université de Princeton, la seule qu'il avait saisie. Il était surtout intéressé par des roquettes et des avions, et a passé deux étés à faire des recherches incluant un travail sur la conception de l'hélicoptère. L'été, après son année junior, il a accepté une bourse de recherche d'été de premier cycle dans l'aéronautique à Caltech, rejetant une offre de stage de Ford à l'instigation d'un professeur. Le projet d'été sur les tourbillons créés par une méduse de natation l'a incité à se tourner vers le domaine en pleine expansion de la biomécanique.
John Dabiri est retourné aux études supérieures à Caltech après avoir été diplômé de Princeton avec un ESB. Il a été finaliste à la fois pour la bourse Rhodes et la bourse Marshall. Il a reçu des subventions de recherche NSF à huit reprises dans cinq domaines différents. Il est actuellement professeur à Caltech.
Axes de recherches
Les méduses ont tendance à être très efficaces quand elles nagent, ce qui signifie que sur une quantité donnée d'énergie elles peuvent aller plus loin que beaucoup d'autres animaux. Comme l'un des organismes multicellulaires simples, les cellules des méduses sont pour générer les forces de réaction. En analysant mathématiquement les anneaux tourbillonnaires fluides qui forment à la suite de la contraction, John Dabiri était capable de modéliser la formation d'anneaux tourbillonnaires optimales. En outre, Dabiri et ses collègues ont confirmé expérimentalement que cette propulsion devient une organisation plus efficace moyen de locomotion que les animaux grossissent, parce que l'impact relatif de la viscosité sur la propulsion diminue avec une plus grande taille.
Pour davantage en image de particules mesures in situ de vélocimétrie numériques de propulsion chez les animaux aquatiques, Dabiri et son élève K. Katija conçu et breveté un dispositif qui prend très précisément les mesures qui sont calculés en énergie cinétique due à la natation. Divers utilisent un laser et un système optique qui éclaire le champ d'écoulement. Cette technique permet de raffinement et de tester des modèles précédents pour la formation de vortex. La recherche a des implications profondes non seulement pour comprendre l'évolution et de la biophysique de la locomotion chez les méduses et autres animaux aquatiques, mais aussi pour une foule de questions et d'applications en dynamique des fluides apparentées de loin, de la circulation sanguine dans le cœur humain à la conception de vent générateur d'électricité.
L'industrie de l'énergie éolienne est mise à l'échelle des lames plus en plus grandes, qui récoltent plus d'énergie. Cependant, Dabiri croit que les problèmes associés aux grandes difficultés turbines-conception, la construction des coûts, l'augmentation des besoins surfaciques (turbines sont parfois érigés un mile écartées afin d'assurer un bon écoulement du vent), les plaintes pour nuisance visuelle et oiseaux / chauve-souris accidentel accidents mortels peuvent être évités grâce à l'innovation. Son centre FLOWE, avec 24 proches turbines à axe vertical, est son étape vers récolte plus économique de l'énergie éolienne. Notant qu'il y a interférence constructive dans l'hydrodynamique réveille des bancs de poissons, Dabiri ont suggéré que l'énergie extraire de tourbillons de flux pourrait aider plus de locomotion. Ses modèles du mécanisme d'extraction d'énergie sont applicables à la conception et l'évaluation des systèmes aéro-et hydrodynamique instables de conversion d'énergie, comme les parcs éoliens. Conception d'un tableau de turbines à axe vertical a conduit à un ordre de l'augmentation de l'ampleur en puissance par unité de surface. Dabiri partenariat avec Windspire Energy pour l'utilisation de trois des 24 turbines qui se dressent à environ 30 pieds de haut et 4 mètres de large. Il a commencé une entreprise, Scalable Wind Solutions, pour commercialiser le logiciel utilisé pour placer au mieux les éoliennes. Cela a également conduit à l'US Navy de financement du développement d'un engin sous-marin qui propulse sur ces concepts, en utilisant jusqu'à 30 % d'énergie en moins qu'auparavant.
L'ingénierie inverse est le plus récent foyer de recherche de Dabiri. En , une équipe composée d'étudiants et de professeurs Caltech et Harvard a publié un document qui décrit une méthode d'ingénierie tissulaire pour la construction d'une méduse sur des cellules musculaires cardiaques de rat et d'un polymère silicone. [22] Sur le plan fondamental, la fonction d'un méduse - en utilisant un muscle à pomper un fluide - « est similaire à celle d'un cœur humain, ce qui rend l'animal un bon système biologique à analyser pour une utilisation dans l'ingénierie tissulaire » [23] La prochaine étape de cette recherche aura est à une prototype autonome - qui peut recueillir de la nourriture et activer contractions musculaires internes.
Notes et références
- (en) Kalee Thompson, « The Jellyfish Engineer », sur popsci.com, .
Liens externes
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