Вся экология | Реклама | Что такое экология? | О нас | Подписка | RSS

Вся экология | Экологические новости



Опубликовано 26/09/2017, в 15 ч. 36 мин., 550 просмотров

Новый алгоритм поможет предсказать экстремальные стихийные события

Фотография урагана «Изабель», сделанная астронавтом Эдвардом Лу, который в тот момент находился на Международной космической станции / NASA

Новый компьютерный алгоритм ученых из Массачусетского технологического института поможет предсказать экстремальные возмущения в потоках жидкости и газа. Статья исследователей опубликована в журнале Science Advances.

Многие экстремальные события, такие как волны-убийцы (гигантские одиночные волны высотой около 30 метров) или нестабильности в воздушном потоке, происходят, на первый взгляд, без предупреждения. Чаще всего невозможно предсказать, когда они возникнут, особенно если речь идет о сложных изменчивых системах. Однако американские математики, авторы новой статьи, разработали вероятностный алгоритм для выявления шаблонов, которые предшествуют экстремальному событию.

В основе алгоритма исследователей лежит сочетание наблюдательных данных и динамических уравнений. Обычно ученые в подобных моделях опираются только на математические уравнения, решение которых позволяет предсказывать, как поведет себя система в будущем. Однако, по словам авторов статьи, физика некоторых экстремальных событий слишком сложна и не до конца изучена, а это может привести к возникновению ошибок при моделировании. 

Иногда уравнения могут предсказывать нереалистичные состояния исследуемой физической системы, а иногда требуют наличия слишком большого количества «предвестников» экстремальных событий, которые тоже вряд ли возникнут в повседневной жизни. Чтобы сделать предсказания алгоритма более правдоподобными, ученые использовали данные о системах, встречающихся в реальном мире. Это помогло отсеять потенциальные ошибки. 

Трехмерный рендер потока Колмогорова. Science, 2017

Исследователи протестировали программу на симуляции потока Колмогорова. В свое время математик использовал его в качестве модели, которая помогала описать переход системы от ламинарного состояния к турбулентному. При достаточно больших числах Рейнольдса в этом потоке могут возникать масштабные возмущения. Алгоритм исследователей показал, что нестабильности в потоке возникают не из-за внешних воздействий, а из-за внутреннего нелинейного обмена энергией. В итоге, авторы статьи выделили предпосылку, а именно случай взаимодействия двух волн в потоке с образованием третьей, ведущую к возникновению экстремальных событий в 75−99 процентах случаев в зависимости от сложности моделируемой системы.

По словам одного из авторов работы, новый алгоритм подходит для большого числа систем, где может произойти катастрофа. Это объясняется тем, что турбулентность часто встречается в природе, — ее можно наблюдать в потоках газа и жидкости, например в движении воздуха в земной атмосфере или воды в морях, — а также в технических устройствах. В будущем ученые планируют применить алгоритм в сценариях, где жидкость встречается с препятствием или стеной. Их примерами могут служит воздушные потоки вокруг самолетов и океанические течения, встречающие нефтяные платформы.

Источник




Комментарии:

На сайте (регистрация не требуется!):
Комментарии временно отключены
Вконтакте (необходима регистрация на сайте vk.com):

Популярные новости:

Архив новостей:

Экопортал не гарантирует достоверность материалов. Позиция Экопортала не всегда может совпадать с позицией, изложеной в материале. Экопортал не несет ответственности за какие-либо ошибки, также за какие-либо действия, предпринятые на основании этих материалов.

© ECOportal 2002-2012 гг.

Вся экология: Новости, Архив новостей, Пресс-релизы, Обсуждения новостей, Экспорт новостей, Каталог организациий, Экологические ссылки, Добавить ссылку, Календарь событий, Добавить событие в календарь, Статьи, Книги, Рефераты, Законы и документы, Составы отходов, Экологический словарь, Доска объявлений, Голосования, Реклама на сайте, Рассылка, RSS, Обучение

Авторские права на материалы принадлежат Всероссийскому Экологическому порталу, за исключением тех, где явно указан автор. При полном или частичном цитировании всех материалов ссылка на Всероссийский Экологический портал обязательна. Все предложения по работе сайта отправляйте на электронный ящик администратора.

RSS лента
Rambler's Top100
Rambler's Top100