Vedoucí oddělení Dynamiky a stochastické mechaniky Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV ČR dr. Jiří Náprstek získal Zvláštní cenu EASD za celoživotní přínos rozvoji dynamiky (Special award for outstanding and sustained contributions in the field of Structural Dynamics. Vyznamenání převzal v září 2017 na konferenci EURODYN 2017, kterou organizovala Fakulta civilního a průmyslového inženýrství při Univerzitě Sapienza v Římě.

Ocenění za dlouholetý přínos rozvoji nelineární dynamiky, konkrétně v oblasti stochastické dynamiky soustav se samobuzením, dynamické stability a postkritického chování soustav a dynamiky auto-parametrických neholonomních soustav, převzal Jiří Náprstek (na snímku uprostřed) od prezidenta Evropské asociace pro strukturální dynamiku (EASD) prof. Gerharda Müllera. Prestiž ceny podtrhuje skutečnost, že ji EASD udělila dosud pouze třikrát.

Obor, kterému se Jiří Náprstek věnuje, je laikům skrytý v na první pohled nepřístupné terminologii. Nelinearita je ovšem původcem mnoha důležitých jevů, které pozorujeme v běžném životě – ať již jde o rozkmitání větrem, hudební nástroje, rádiovou komunikaci, přenos v optických vláknech apod. V podstatě lze říci, že naprostá většina dějů v přírodě je nelineárních. Setkávají se s tím všechny obory fyziky a inženýrství.

„Nelinearit je mnoho typů – například fyzikální či geometrická. V dynamice tím zpravidla chápeme nelineární vztah mezi silou a odezvou (posuvem). Jinými slovy – zvýšíme-li zatížení obyčejné lineární pružiny dvakrát, zvýší se její protažení rovněž dvakrát. Je-li tento násobek u odezvy jiný, mluvíme o nelineární pružině s tuhnoucí či měknoucí charakteristikou. Typickými příklady lineárního modelu jsou Hookerův nebo Ohmův zákon. Pokud je tento vztah vstupující do matematického modelu dynamické soustavy nelineární, mluvíme o jednom z typů nelineární dynamiky,“ vysvětluje Jiří Náprstek.

V Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV ČR se Jiří Náprstek zaměřuje vedle základních zákonitostí dynamiky na studium účinků větru na inženýrské konstrukce (mosty, věže, stožáry, vysoké budovy) či působení přirozené a technologické seismicity (stroje, doprava). „Dále se orientujeme na problematiku vysokorychlostní dopravy, účinky vibrací na budovy či spolupráci při tvorbě norem – ať již českých nebo například Eurokódů.“

S propojováním základního a aplikovaného výzkumu, které se v tomto oboru přirozeně nabízí, má Jiří Náprstek bohaté zkušenosti. Podle jeho názoru je ale výsledkem spíše politických tlaků, které kolísají ve zhruba 10–20letých periodách. 

„Jednou krajností je věnovat se v Akademii věd výhradně základnímu výzkumu a jakákoli zmínka o aplikovaném výzkumu se pokládá za svatokrádež s tím, že může mít pro příslušný ústav neblahé následky. Druhou z krajností je tvrzení, že pouze aplikovaný výzkum má pro naši zemi smysl, a proto zrušme vše, co nepřináší v průmyslu okamžitý efekt. Vyznačuje se tím většina současných projektů Technologické agentury ČR a většiny ministerstev. Zažil jsem tyto periody asi tři. Souvisí to i s tím, že mezi oběma typy výzkumu neexistuje zřetelná hranice.“

EURODYN 2017
Renomovaná konference se koná ve tříletém cyklu od roku 1990 a letošního ročníku se zúčastnilo 585 delegátů z 52 zemí světa. Během své existence se propracovala na úroveň nejvýznamnějšího setkání v oboru strukturální dynamiky. Zástupci Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV ČR jsou již 18 let součástí vrcholných orgánů EASD a v roce 1999 se Ladislavu Frýbovi a Jiřímu Náprstkovi dokonce podařilo EURODYN přivést do Prahy.



Účastníci konference se věnují všem oborům dynamiky, a to včetně šíření vln v různých typech prostředí, interakce polí různých typů, modelování náhodných imperfekcí s dopadem na dynamické vlastnosti a spolehlivosti soustav pod silným dynamickým zatížením apod. Konference se tedy zabývá převážně problémy základního výzkumu, které vycházejí z deterministických a stochastických koncepcí.

V oblasti základního výzkumu se v posledních třech ročnících konference zaměřuje především na nelineární dynamiku a její vliv na příbuzné fyzikální a inženýrské obory. Pozornost však patří i dalším multioborovým oblastem fyziky se zpětnou vazbou na dynamiku na úrovni giga- až nanoměřítek, jakož i aplikacím v průmyslu. Prezentují se jak teoretické, tak experimentální práce s ukázkami aplikací v konkrétních fyzikálních a inženýrských projektech. Stranou nezůstávají ani numerické metody a počítačová mechanika.



Ačkoli se konference účastní převážně odborníci základního výzkumu, zapojují se i experti z aplikační a průmyslové sféry. Jak vysvětluje Jiří Náprstek, vybírají se příspěvky, které jsou něčím mimořádné. Jde například o v praxi poprvé použité metody analýzy, náročné výpočetně, matematicky nebo experimentálně, mimořádné konstrukce nebo strojní systémy, veřejností ostře sledované případy apod. Většinou totiž bývají dobrou inspirací pro další základní výzkum a vedou i ke společným výzkumným a vývojovým programům základního a aplikovaného výzkumu. „Zvláštní kapitolu tvoří multidisciplinární projekty a příspěvky. Často znamenají aplikace jevů, které se zjistí v mechanice a následně se v jisté formě uplatní ve fyzice, chemii, biologii, popřípadě ve společenských vědách. Jde o analogie na úrovni matematických formulací, anebo o přímé využití abstraktních teoretických postupů v oborech mimo mechaniku. Nicméně, opačný směr toku informací a inspirace je podobně významný.“

Podobně jako na předchozích konferencích EURODYN v Portu (2014) a Lovani (2011) spoluorganizoval Jiří Náprstek v Římě minisympozium Nonlinear Dynamics. Zabývalo se příspěvky v oboru nelineární dynamiky, stability pohybu a speciálními problémy stochastické dynamiky. Konferenční příspěvky včetně čtyř přednášek vědců z Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV ČR jsou dostupné v online sborníku Elsevier – Procedia Engineering.

Připravil: Luděk Svoboda, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Ústav teoretické aplikované mechaniky AV ČR, Archiv EURODYN 2017