Физики разработали мощную альтернативу динамической теории функционала плотности

Живые организмы, экосистемы и планета Земля являются, с точки зрения физики, примерами необычайно больших и сложных систем, не находящихся в тепловом равновесии. Для физического описания неравновесных систем до настоящего времени использовалась динамическая теория функционала плотности. Однако как показали физики из Байройтского университета в статье, опубликованной в Journal of Physics: Condensed Matter, у этой теории есть слабые места. Теория функционала мощности значительно улучшили — в сочетании с методами искусственного интеллекта она позволяет более надежно описывать и прогнозировать динамику неравновесных систем во времени.

Масштабирование и прерывистость в турбулентных потоках упруговязкопластических жидкостей

Проведено трехмерное численное моделирование жидкостей EVP, демонстрирующих однородную изотропную турбулентность и сосредоточив внимание на их пластическом поведении. Один из наиболее важных результатов исследования был связан с распределением энергии в турбулентной жидкости EVP. В турбулентных течениях энергия передается от больших масштабов к малым через каскад вихрей и водоворотов. Это распределение энергии по шкале может быть определено количественно с помощью энергетического спектра. Выводы были опубликованы в журнале Nature Physics.

Новая модель кварк-глюонной плазмы устраняет давнее противоречие между теорией и данными

«Чтобы найти механизм, который может объяснить несоответствие между теоретическим моделированием и экспериментальными данными, мы использовали структуру динамической инициализации ядра-короны (DCCI2), в которой частицы, генерируемые во время ядерных столкновений высокой энергии, описываются с использованием двух компонентов: ядро, или уравновешенное вещество, и корона, или неуравновешенное вещество», — объясняет профессор Хирано. «Эта картина позволяет нам изучить вклад компонентов ядра и короны в образование адронов в области с низким поперечным импульсом».

Циклоны, вращающиеся вокруг полюсов Юпитера, до сих пор сбивают с толку

Группа космических ученых, связанных с несколькими институтами в США, работающая с коллегой из Италии и еще одним из Франции, использовала моделирование, чтобы частично объяснить устойчивость циклонов, вращающихся вокруг полюсов Юпитера. В своей статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, группа описывает, как они анализировали изображения, полученные космическим зондом «Юнона», и использовали полученные знания для создания моделей мелководья, которые могли бы хотя бы частично объяснить, почему циклоны существуют так долго.

Влияние дождя и облаков на атмосферные аэрозоли

Опубликованное в журнале Atmospheric Chemistry and Physics новое исследование международной группы исследователей изучает влияние осадков и облаков на концентрацию частиц во время их транспортировки к месту измерения. Полученная скорость удаления сульфата из атмосферы зависела от времени года, тогда как органические вещества и черный углерод сокращались более равномерно, независимо от времени года. Исследователи также заметили, что значительное количество сульфатной массы образуется в неосадочных облаках, и они смогли определить размер частиц, по которым распределяется образовавшийся сульфат.

Океанические осесимметричные волны существенно превышают теоретические пределы своих высот

В новом исследовании обрушения океанских волн исследователи продемонстрировали, что поведение осесимметричных «скачковых волн» при опрокидывании сильно отличается от давно устоявшихся теорий обрушения бегущих волн. Бегущие волны ломаются, когда волны становятся настолько крутыми, что гребень перестает быть устойчивым. Это приводит к нарушению волнового движения и потерям энергии. В результате высота волны ограничивается процессом обрушения.

Анализ эффекта турбулентной диффузии в токовом слое солнечной вспышки

Исследователи из Юньнаньской обсерватории Китайской академии наук исследовали турбулентные свойства крупномасштабного токового слоя (CS) солнечной вспышки. Они количественно проанализировали скорость магнитного пересоединения, коэффициент диффузии, масштаб диссипации, амплитуду турбулентности и т. д. после появления турбулентности, вызванной тиринг-неустойчивостями. Они обнаружили, что турбулентность может эффективно увеличить ширину КС и вызвать дополнительный эффект диссипации в КС. Результаты были опубликованы в журнале Research in Astronomy and Astrophysics 31 мая.

Поток жидких металлов демонстрирует удивительную турбулентность

Некоторые металлы находятся в жидкой форме, главным примером является ртуть. Но есть также огромное количество жидкого металла в ядре Земли, где температура настолько высока, что часть железа находится в расплавленном состоянии и подвергается сложным течениям. Команда из Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) смоделировала аналогичный процесс в лаборатории и сделала удивительное открытие: при определенных обстоятельствах поток жидкого металла гораздо более турбулентный, чем ожидалось, и это оказывает значительное влияние. по тепловому транспорту. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Исследователи выявили многомасштабные характеристики спиральности в пристенных турбулентных течениях

Исследовательская группа из Института механики Китайской академии наук выявила многомасштабные характеристики спиральности в турбулентных течениях, ограниченных стенками. Спиральность — невязкий инвариант второго порядка в трехмерной турбулентности , играющий ключевую роль в эволюции турбулентных систем. Исследования по базовой теории спиральности важны для улучшения характеристик авиадвигателя, газовой турбины и другого ключевого оборудования.