Hemmeligheden bag en valgfri kop eller en perfekt pint - en matematiker

Hvis du vil vide, hvordan du hælder den perfekte pint eller skaber den ultimative kop kaffe, så har du virkelig brug for en matematiker.

Det er måske ikke det mest oplagte valg, men større virksomheder er i stigende grad klar over, at de kan løse gåde og forbedre deres produkter ved at tilkalde specialister i den spirende disciplin, kendt som industriel matematik. De inkluderer William Lee, for nylig udnævnt til professor i emnet ved University of Huddersfield.

To af hans mest profilerede forskningsprojekter blev udløst af drikkevaregiganten Diageo - som ønskede, at professor Lee skulle undersøge boblernes mærkelige opførsel i et glas Guinness - og af elvarekonglomerat Philips, som bestilte forskning i, hvordan man opnår de bedste resultater fra filterkaffemaskiner.

Han har også forsket for store virksomheder inden for områder, der omfatter lægemidler, ved hjælp af matematik til at undersøge emner som arteriel sygdom.

Guinness-boblernes forskning har skabt udbredt medieinteresse i løbet af de seneste år og tjent lystige roser som The Economist Babbage Award for Bizarre Boffinry. Men det har også vist sig at være yderst produktivt fagligt, resulterer i en række videnskabelige artikler. Den seneste er Sinking Bubbles in Stout Beers, udgivet af American Journal of Physics .

Det var mens professor Lee var baseret på University of Limerick, at han blev bedt om at undersøge den kontraintuitive opførsel af bobler i et glas Guinness – de synker i stedet for at rejse sig. Efter simuleringer og eksperimenter, som han gennemførte efter et skifte til University of Portsmouth, det blev besluttet, at glassets form, med sine skrå vægge, var den afgørende faktor.

Den seneste artikel beskriver, hvordan en matematisk model - som giver større fokus end computersimulering - blev brugt for at levere afgørende bevis.

"Folk tror, ​​at Guinness -glasset er designet til at optimere afregningstiden, " sagde professor Lee. "Men nu har vi en bedre forståelse af teorien bag det, vi kan måske lave et endnu bedre glas, så det sætter sig hurtigere. Desværre, den ideelle form ville ligne et kæmpe cocktailglas! "

Matematiske ideer

Professor Lee blev tiltrukket af industriel matematik, da han indså det forskningspotentiale, den tilbød. På University of Limerick - hvor han fortsat er adjungeret professor - grundlagde han sin enhed for industriel matematik, som udfører konsulentarbejde inden for matematisk og statistisk modellering til industrien. På University of Huddersfield, han etablerer et institut for matematik og datavidenskab.

"Der er to grundlæggende steder, du kan lede efter nye matematiske ideer, "sagde professor Lee." Den ene graver bare dybere i eksisterende matematik, og den anden er at gå ud og lede efter nye fænomener, og industrien er fuld af dem. "

"Det er meget mere givende at arbejde på et problem, hvor du ved, at nogen er interesseret i løsningen!"

Specialister i industriel matematik holder studiegrupper, der ligner akademiske konferencer, men inviter også branchens tal til at komme og præsentere deres problemer. Sådan blev professor Lee og hans samarbejdspartnere først hyret af Diageo til at arbejde med spørgsmål omkring bobler i stout og servering af Guinness.

Det var også kontaktpunktet for en anden profileret del af professor Lees forskning - jagten på en perfekt kop kaffe fra filtermaskinerne fremstillet af Philips. Resultatet var en matematisk model for kaffebrygning, der kunne bruges til at hjælpe med design af maskiner. Der var også betydelige fund om de processer, hvormed kaffe ekstraheres fra bønner.

Dette førte til den medforfatterartikel fra 2016, kaffeekstraktionskinetik i et godt blandet system, i Journal of Mathematics in Industry . Nu, Professor Lee flytter fra filterkaffe til espresso, undersøge sammenhængen mellem styrke og smag.