Влияние DMR на снижение сопротивления обтекаемого тела, измеренное с помощью системы магнитной подвески и балансировки

Более 80 лет в гидродинамике существовал фундаментальный принцип, согласно которому более гладкие поверхности создают меньшее аэродинамическое сопротивление. Однако исследовательская группа под руководством доцента Айко Якено из Института гидродинамики Университета Тохоку опровергла это давнее предположение. Применив распределенную микрошероховатость (DMR) — нерегулярные микромасштабные текстуры поверхности — к тестовой модели, команда впервые в мире экспериментально продемонстрировала снижение аэродинамического сопротивления до 43,6%. Работа опубликована в журнале Journal of Fluid Mechanics.

Моделирование динамики лагранжевых частиц в турбулентных потоках с использованием метода Мори-Цванцига на основе данных

Исследовательская группа из Лос-Аламосской национальной лаборатории разработала первую в своем роде систему машинного обучения, которая моделирует хаотические движения частиц в турбулентном потоке. Команда разработала и применила первую основанную на данных авторегрессионную модель машинного обучения для описания динамики турбулентности в больших масштабах. Исследование демонстрирует, что машинное обучение может преодолеть давние препятствия в моделировании хаотических движений частиц. Разработанная модель обучается на основе динамической системы турбулентных лагранжевых траекторий, учитывающей всю динамику системы, что позволяет делать точные краткосрочные прогнозы и статистически обоснованные прогнозы на более длительные периоды. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Неожиданное твердоподобное разрушение в простых жидкостях

В исследовании, которое может изменить наше базовое понимание механики жидкостей, ученые из Университета Дрекселя сообщили, что при определенных условиях можно заставить простую жидкость разрушиться, как твердый объект. Недавно опубликованное в журнале Physical Review Letters исследование показывает, как вязкие жидкости могут внезапно разрушиться, если их растянуть с достаточной силой. Характер разрушения указывает на то, что вязкость — сопротивление жидкости течению — может играть более важную роль в ее механических свойствах, чем считалось ранее. Это также открывает новые возможности для манипулирования жидкостями в самых разных областях, от гидравлики до 3D-принтеров и кровеносных сосудов.

Созданная в лабораторных условиях мини-атмосфера позволяет увидеть, как турбулентность изменяется в разных масштабах

В ходе нового лабораторного эксперимента исследователи из Великобритании и Франции воссоздали характерные каскады энергии и углового момента, лежащие в основе ключевых особенностей атмосферы Земли. В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, группа учёных под руководством Питера Рида из Оксфордского университета получила новые данные о том, как колебания энергии в турбулентных потоках связаны с их размером, а также выявила закономерности, которые существующие атмосферные модели пока не могут объяснить.

Диффузия липопротеинов в плотной желточной плазме определяется мягкостью, гидродинамикой и клеткой

В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, международная группа ученых под руководством Кристиана Гутта и Нимми Дас Антупарамбил из Университета Зигена и DESY в Гамбурге раскрыла физические принципы, управляющие движением липопротеинов в плазме яичного желтка — полупрозрачном, жидком компоненте яичного желтка. Используя передовую рентгеновскую методику на Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах (European XFEL), ученые наблюдали за частицами, переносящими жир, в микросекундном масштабе времени — делая снимки, более чем в миллион раз быстрее, чем моргание глаза. В работе было показано, что диффузия липопротеинов в плотном яичном желтке не подчиняется общепринятому закону. Обычно диффузия предсказуемо замедляется с увеличением вязкости жидкости, что описывается соотношением Стокса–Эйнштейна. Однако в этой плотной среде мягкие липопротеинов движутся гораздо медленнее, чем ожидалось. Это означает, что для понимания переноса в сложных биологических жидкостях необходимы новые модели.

Более длинные волны приводят к разрушению плавучих ледяных щитов при меньшем напряжении

Когда волны движутся по покрытым льдом морям, они могут вызывать изгибание и, в конечном итоге, разрушение ледяных пластов. Учёные из лаборатории PMMH, ESPCI, CNRS, университета PSL, Сорбоннского университета и Университета Париж-Сите провели лабораторный эксперимент, направленный на изучение этого явления. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, показывают, что напряжение, при котором разрушаются ледяные щиты, зависит от длины волн.

V Международная научно-практическая конференция "Материаловедение и физика" (MSTE-V-2025)

22 декабря 2025 г. — 24 декабря 2025 г., срок заявок: 16 декабря 2025 г. Таджикистан, Душанбе (издание включено в: РИНЦ, Scopus, Springer, eLibrary, DOI). Форма участия: очно-заочная. Язык информации: русский. Приглашаем Вас опубликовать свои научные труды в журнале Springer Proceedings in Physics (Издательство Springer Nature) (индексируется в международной базе Scopus) по результатам V Международной научно-практической конференции «Материаловедение и физика» (MSTE-V-2025), которая состоится на базе Таджикского технического университета имени академика М. Осими (г. Душанбе, Республика Таджикистан). Журнал Springer Proceedings in Physics индексируется в международной базе Scopus (по CiteScore – 4 квартиль, по SJR – без квартиля). Материалы III Международной научно-практической конференции «Материаловедение и физика» (MSTE-III-2023) были опубликованы в журнале Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, volume 12986 и проиндексированы в SCOPUS. Материалы IV Международной научно-практической конференции «Материаловедение и физика» (MSTE-IV-2024) были опубликованы в журнале Springer Proceedings in Physics, volume 318 и проиндексированы в SCOPUS. Для участия в конференции приглашаются студенты, аспиранты, преподаватели, молодые ученые, работники профильных организаций, ученые различных научно-исследовательских и образовательных учреждений, а также представители государственных учреждений.

Единая модель объясняет экстремальные струйные течения на всех планетах-гигантах

Быстровращающаяся конвекция в атмосферах планет-гигантов может играть решающую роль в формировании как восточных, так и западных струйных течений. К такому выводу пришла группа астрофизиков под руководством постдокторанта Керен Дьюер-Милнер из Лейденской обсерватории и SRON. Используя модели глобальной циркуляции, было обнаружено, что различия в толщине атмосферы могут приводить к возникновению восточных струйных течений на Юпитере и Сатурне, а также западных струйных течений на Уране и Нептуне. Система демонстрирует так называемую бифуркацию: при одних и тех же условиях атмосфера может находиться в одном из двух устойчивых состояний — либо в экваториальном струйном течении, либо в экваториальном струйном течении, направленном на восток, — что устанавливает прямую связь между направлением струйных течений и толщиной атмосферы. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Неравномерное распределение воды в средних широтах Юпитера

Исследователи Калифорнийского технологического института разработали новую модель гидрологического цикла на Юпитере, моделирующую процесс конденсации водяного пара в облака и его выпадения в виде дождя в завихренной, турбулентной атмосфере гигантской планеты. Исследование показывает, что вода на Юпитере распределена неравномерно, что даёт таким миссиям, как орбитальный аппарат НАСА "Юнона", важные ориентиры для поиска воды на планете. Исследование описано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Трикритическая направленная перколяция управляет ламинарно-турбулентным переходом в трубах с объёмными силами

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего Гуру К. Джаясингх и Найджел Голденфельд предсказали, что при достаточной кривизне трубы переход из ламинарного режима течения в турбулентный может стать прерывистым, при этом турбулентная фракция претерпевает скачок, превышающий критическую скорость потока. Этот скачок математически аналогичен тому, как вода может внезапно и прерывисто превращаться в лёд при охлаждении ниже точки замерзания. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.