Линия тока сферического вихря Хилла в движущейся системе отсчета.
Кредит: Сообщения по чистой и прикладной математике (2023). DOI: 10.1002/cpa.22134

Вихрь — это вращающаяся область жидкости, например воздуха или воды, характеризующаяся интенсивным вращением. Типичные примеры включают тайфуны и торнадо, часто наблюдаемые в новостях. Математическое доказательство профессора Чоя устанавливает стабильность определенных типов вихревых структур, которые можно встретить в реальных потоках жидкости.

Исследование основано на фундаментальном уравнении Эйлера, сформулированном Леонардом Эйлером в 1757 году для описания течения вихревых токов. В 1894 году британский математик М. Хилл математически продемонстрировал, что шарообразный вихрь может сохранять свою форму неопределенно долго, двигаясь вдоль своей оси.

Исследования профессора Чоя подтверждают, что сферический вихрь Хилла максимизирует кинетическую энергию при определенных условиях за счет применения вариационных методов. Включив функциональный анализ и теорию уравнений в частных производных из математического анализа, это исследование расширяет предыдущие изучения двумерных потоков жидкости, включив в них трехмерную динамику жидкости с условиями осевой симметрии.

Линия тока сферического вихря Хилла в движущейся системе отсчета (спереди вверх по течению).
Кредит: Сообщения по чистой и прикладной математике (2023). DOI: 10.1002/cpa.22134

Одной из примечательных особенностей, выявленных Хиллом, является наличие сильного восходящего потока воздуха в передней части сферического вихря — атрибут, часто наблюдаемый в таких явлениях, как тайфуны и торнадо. Выводы профессора Чоя служат отправной точкой для дальнейших исследований, включающих измерения, связанные с остаточным временем, связанным с этими восходящими воздушными потоками.

«Исследования устойчивости вихрей привлекли международное внимание», — заявил профессор Чой. «И это имеет долгосрочный потенциал для развития сегодняшних технологий прогнозирования погоды».