Ученые из Сколтеха, Института электрофизики УрО РАН и ФИАН впервые описали звуковую турбулентность, используя метод параллельных вычислений на видеокартах.
Это позволило проводить сложные вычисления на обычном персональном компьютере вместо использования дорогостоящего суперкомпьютера.
Турбулентность — это сложное хаотическое поведение жидкостей, газов или нелинейных волн в различных физических системах. Она возникает, например, на поверхности океана из-за ветра и течений, в оптике при рассеивании лазерного излучения через линзы или в звуковых волнах, распространяющихся в средах вроде жидкого сверхтекучего гелия.
Ход исследования
Разработано численное решение уравнения для описания звуковых волн в турбулентной среде.
Для расчетов использовались 4 видеокарты на одном ПК, которые распределяли задачи параллельно.
Проверена модель на примере звуковых волн в жидком сверхтекучем гелии при температуре около -270°C.
Основные результаты
Подтверждена теория волновой турбулентности, впервые предложенная советскими учеными в 1970-х.
Доказана возможность точного численного решения сложных уравнений на персональных компьютерах.
Результаты открывают новые перспективы для применения теории турбулентности в прогнозах погоды, астрофизике и ядерной энергетике.
Применение теории волновой турбулентности поможет точнее моделировать климатические изменения, процессы в атмосферах звезд и даже поведение океанических волн.
В дальнейшем ученые планируют изучать другие волновые системы, включая крупные океанические волны и магнитогидродинамические явления.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters
Подробнее — в статье Коммерсантъ
Ученые доказали теорию акустической турбулентности
