MATLAB ကို အေျခခံ၍ ကမာၻ႔အရွည္ဆံုး Rail Tunnel အတြက္ Ventilation System Design ျပဳလုပ္ျခင္း

MATLAB ေဆာ့ဖ္ဝဲကို အင္ဂ်င္နီယာဆိုင္ရာ ပုစာၦေတြ၊ ျပႆနာေတြကို ေျဖရွင္းတဲ့ေနရာမွာ တြင္က်ယ္စြာ အသံုးျပဳၾကပါတယ္။ ဒီပို႔စ္မွာေတာ့ MATLAB ကုိ အသံုးျပဳၿပီး ဥမင္ရဲ႕ ေလဝင္ေလထြက္စနစ္အတြက္ ဒီဇိုင္းထုတ္ပံုကို တင္ျပသြားမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ ဆြစ္ဇာလန္ႏိုင္ငံ အင္ဂ်င္နီယာအသင္းဟာ MATLAB Software ကို အေျခခံျပီးေတာ့ ကမၻာ့အရွည္ဆံုး Rail Tunnel မွာ တပ္ဆင္ အသံုးျပဳမယ့္ ေလ၀င္ေလထြက္စနစ္ (Ventilation System) အတြက္ ဒီဇိုင္းထုတ္ခဲ့ပါတယ္။

ပံု(၁)။ GBT အပါအ၀င္ Tunnel လမ္းေၾကာင္းျပ ေျမပံု

Swiss AlpTransit project ရဲ႕ အစိတ္အပိုင္းတစ္ခုျဖစ္ျပီး၊ ၅၇ ကီလိုမီတာ အရွည္ရွိမယ့္ Gotthard Base Tunnel(GBT) ကို ၂၀၁၆ ခုႏွစ္မွာ ဖြင့္ႏိုင္လိမ့္မယ္လို႕ ေမွ်ာ္မွန္းထားၾကပါတယ္။ သူဟာ ဥေရာပရဲ႕ ျမန္ႏႈန္းျမင့္ ရထားလမ္းကြန္ယက္အတြက္ အေရးပါတဲ့ အစိတ္အပိုင္းတစ္ခု ျဖစ္လာပါမယ္။ ျပီးေတာ့ Swiss Alps ေတာင္တန္းရဲ႕ ေျမာက္ပိုင္းနဲ႕ ေတာင္ပိုင္းကို ဆက္သြယ္ေပးျပီး၊ ဆြစ္ဇာလန္ႏိုင္ငံရဲ႕ ျမိဳ႕ၾကီးတစ္ျမိဳ႕ျဖစ္တဲ့ ဇူးရစ္ျမိဳ႕နဲ႕ အီတလီရဲ႕ျမိဳ႕ေတာ္ မီလန္တို႕အၾကား ခရီးသြားၾကာခ်ိန္ကို ၂ နာရီခြဲကေန ၃ နာရီခြဲအထိ ေလ်ာ့ခ်ေပးႏိုင္ပါမယ္။

ပံု(၂)။ Gotthard Base Tunnel

ပံု(၃)။ Gotthard Base Tunnel ရဲ႕ လုပ္ငန္းခြင္တစ္ေနရာ

GBT ရဲ႕ ေတာင္ဘက္ျခမ္း အင္ဂ်င္နီယာအသင္းမွာ ပါ၀င္တဲ့ Pöyry Infra AG အဖြဲ႕ဟာ GBT ရဲ႕ ေလ၀င္ေလထြက္စနစ္ကို ဒီဇိုင္းျပဳလုပ္ဖို႕ တာ၀န္ယူခဲ့ပါတယ္။ GBT ရဲ႕ ေလ၀င္ေလထြက္စနစ္ဟာ ျပဳျပင္ထိန္သိမ္းေရး အမႈထမ္းေတြအတြက္ ေတာ္ေတာ္ေလးကို သက္ေတာင့္သက္သာနဲ႕ အလုပ္လုပ္ႏိုင္ေစဖို႕ အကူအညီေပးၿပီး၊ အေရးေပၚ အေျခအေနေတြအတြက္လည္း အကာအကြယ္ေပးေရး အစီအမံေတြ ပါရွိပါတယ္။ Tunnel ရဲ႕ ရထားလမ္း တစ္ေနရာရာမွာ မီးေလာင္ကၽြမ္းမႈ တစ္ခုခုျဖစ္တယ္ဆိုရင္ Ventilation system ဟာ Tunnel ရဲ႕ မီးမေလာင္တဲ့ အျခားအစိတ္အပိုင္းေတြမွာ မီးခိုးေငြ႔ေတြ မကူးစက္ေစဖို႔အတြက္ Air pressure ကို ျမွင့္တင္ေပးလိုက္ပါတယ္။ မီးေလာင္ေနတဲ့ ရထားလမ္း အစိတ္အပိုင္းမွာရွိတဲ့ လူေတြဟာ Pressure ျမွင့္တင္ထားတဲ့ ေနရာေတြကို ျဖတ္ကူးလမ္းငယ္ေတြက တဆင့္ျဖစ္ေစ၊ အေရးေပၚ ထြက္ေပါက္ေတြကတဆင့္ျဖစ္ေစ ကူးသြားႏိုင္ပါတယ္။

ပံု(၄)။ GBT ၀င္ေပါက္တစ္ေနရာ

ဒီဇိုင္းအား ခ်ဥ္းကပ္ၾကည့္ျခင္း
ေလ၀င္ေလထြက္စနစ္ကို ျပဳလုပ္ဖို႔ရာအတြက္ အင္ဂ်င္နီယာေတြဟာ Tunnel အတြင္းမွာျဖစ္ေပၚမယ့္ aero- and thermodynamic အေၾကာင္းေတြကို အေတာ္ေလး ေလ့လာခဲ့ရပါတယ္။ ရႈပ္ေထြးနက္နဲလွတဲ့ Tunnel ဂ်ီၾသေမႀထီ ဆိုင္ရာေတြကိုပါ ေလ့လာျပီးတဲ့ေနာက္ Model တစ္ခုကို တည္ေဆာက္ခဲ့ၾကၿပီး၊ ျဖစ္ေပၚလာႏိုင္တဲ့ အေျခအေနမ်ိဳးစံု သာမက မျဖစ္ႏိုင္ပါဘူးလို႔ ထင္ရတဲ့ အေျခအေနေတြကိုပါ စမ္းသပ္ၾကည့္ခဲ့ၾကပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ MATLAB မွာ ပါ၀င္တဲ့ Simulation အပိုင္းနဲ႕ ေအာင္ျမင္စြာ စမ္းသပ္ႏိုင္ခဲ့ၾကပါတယ္။

Simulation ကို အသံုးျပဳျပီး Tunnel ရဲ႕ႁပြန္နံရံေတြနဲ႔ ေလတို႔ အၾကားမွာ ျဖစ္ေပၚမယ့္ အပူကူးေျပာင္းမႈေတြ၊ ေက်ာက္ေတြရဲ႕ အပူခ်ိန္ေတြ၊ ေျမေအာက္ေရ စီးဆင္းမႈေတြ၊ ေငြ႔ရည္ဖြဲ႕ျခင္း၊ ေငြ႔ရည္ပ်ံျခင္းေတြလို ရႈပ္ေထြးခက္ခဲျပီး မေသခ်ာတဲ့ အေျခအေနေတြကို ေျဖရွင္းႏိုင္ခဲ့ပါတယ္။ ျပီးေတာ့ Transient ပုစၧာေတြကို ေျဖရွင္းရာမွာလည္း အမ်ားႀကီး အေထာက္အကူျပဳခဲ့ပါတယ္။ MATLAB ဟာ သူတို႔အတြက္ ေရလဲသံုး ေဆးတစ္ခြက္လို႔ပဲ ဆိုပါေတာ့ဗ်ာ။

Developing Custom CFD Code
အေထြေထြသံုး Computational Fluid Dynamics(CFD) software package ဟာ လြယ္ကူစြာ customize လုပ္လို႔မရတဲ့အတြက္ အင္ဂ်င္နီယာေတြဟာ MATLAB မွာ သူတို႕ကိုယ္ပိုင္ CFD model တစ္ခုျပဳလုပ္ဖို႕ ဆံုးျဖတ္ခဲ့ၾကပါတယ္။ MATLAB မွာ Function အခ်ိဳ႕ကို ျပန္ၿပီး define လုပ္ၾကတယ္။ ဥပမာ - Table ေတြ၊ Interpolation ေတြ၊ Equation solvers ေတြကိုေပါ့။ ျပႆနာအခ်ိဳ႕ကို ေျဖရွင္းၿပီးတဲ့ေနာက္ သူတို႕ဟာ MATLAB မွာ CFD Code ေတြကို ေအာင္ျမင္စြာ ေရးႏိုင္ခဲ့ၾကပါတယ္။ MATLAB မွာ ပါ၀င္တဲ့ Ordinary and Partial differential equations ေတြကေတာ့ Fluid flow ပုစၧာေတြ ေျဖရွင္းရာမွာ အေရးႀကီးတဲ့ အခန္းကေန ပါ၀င္ခဲ့ပါတယ္။ သူတို႕ဟာ MATLAB ရဲ႕ Data import & export functions ေတြကို အားထားခဲ့ရတဲ့အျပင္၊ Statistics functions ေတြကိုလည္း Data preprocessing လုပ္ဖို႕နဲ႕ Interpretation အတြက္ အသံုးျပဳခဲ့ၾကရပါတယ္။ လက္ေတြ႔ စမ္းသပ္ခ်က္ အခ်ိဳ႕ကို ျပဳလုပ္ၿပီးတဲ့ေနာက္ သူတို႕ဟာ Tunnel အတြက္ ပိုၿပီးျမန္ဆန္ ေကာင္းမြန္တဲ့ ကိုယ္ပိုင္ MATLAB Model တစ္ခုကို တည္ေဆာက္ႏိုင္ခဲ့ၾကပါတယ္။

ပံု(၅)။ အပူခ်ိန္ႏွင့္ စိုထိုင္းဆပ်ံ႕ႏွံ႔ပံုအား MATLAB တြင္ ေတြ႕ျမင္ရပံု

Two Fluid Dynamics Algorithms
သူတို႕ရဲ႕ CFD code ဟာဆိုရင္ မတူညီတဲ့ Fluid Dynamics ျပႆနာေတြကို ေျဖရွင္းရာမွာ အသံုးျပဳႏိုင္ပါတယ္။ ဥပမာအားျဖင့္ ေက်ာက္သားရဲ႕ ပတ္၀န္းက်င္မွာ အပူကူးေျပာင္းမႈနဲ႕ ပတ္သက္ျပီး Model တစ္ခုျပဳလုပ္ရာမွာ Finite difference method ကို သံုးေနစဥ္မွာပဲ Tunnel နဲ႕ Shafts ေတြအတြင္း ေလစီးေၾကာင္းနဲ႔ ပတ္သက္ျပီး Model တစ္ခုျပဳလုပ္ရာမွာ Finite volume method ကို အသံုးျပဳႏိုင္ပါတယ္။ ဒီ System-equations ေတြဟာဆိုရင္ MATLAB ရဲ႕ Optimization Toolbox ကို အသံုးျပဳထားတာ ျဖစ္ပါတယ္။

Pöyry Infra AG အဖြဲ႕ရဲ႕ အင္ဂ်င္နီယာတစ္ဦးျဖစ္တဲ့ Reto Buchmann ကေတာ့ ေျပာပါတယ္။ MATLAB Software ေၾကာင့္သာလွ်င္ သူတို႔အတြက္ သက္ေတာင့္သက္သာနဲ႕ ပိုၿပီးလံုၿခံဳစိတ္ခ်ရတဲ့ Ventilation System တစ္ခုကို လ်င္လ်င္ျမန္ျမန္ တည္ေဆာင္ႏိုင္ခဲ့တာပါတဲ့။ ကၽြန္ေတာ္တို႔ေတြေကာ ဒီလိုမ်ိဳး အဆင္သင့္ လြယ္ကူစြာ သံုးႏိုင္တဲ့ Softwares ေတြကေနၿပီး အက်ိဳးအျမတ္ရေအာင္ ဘယ္လို Project ေတြ ျပဳလုပ္ခဲ့ၾကၿပီးပါၿပီလဲ…။ ။

Related Posts
1.Gotthard Base tunnel
2.ေျမေအာက္ရထားဘူတာႏွင့္ ဥမင္လမ္းမ်ား၏ ေလဝင္ေလထြက္စနစ္ (Tunnel Ventilation System)