Моделирование термоядерного синтеза раскрывает многомасштабную природу турбулентности токамака

В исследовании изучалось сложное взаимодействие между медленным крупномасштабным движением ионов водородного топлива и быстрым мелкомасштабным движением электронов. Было обнаружено, что эта так называемая "многомасштабная турбулентность" в основном отвечает за потери тепла в краевой области экспериментов на токамаке в условиях, необходимых для оптимизированного термоядерного реактора. Статья опубликована в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.

Создание изолированного турбулентного шарика, питаемого вихревыми кольцами

Буря в стакане воды: физики совершили прорыв в создании турбулентности. Группа ученых из Чикагского университета впервые придумала способ создания удерживаемой турбулентности в резервуаре с водой. Они используют кольцо струй для продувки петель до тех пор, пока не сформируется и не задержится изолированный «шар» турбулентности.

Исследование взаимодействия турбулентного потока с твердыми структурами внутри выявило плавность движения

В своих экспериментах, проведенных в Объединенном научно-исследовательском институте Нью-Йоркского университета в Шанхае, авторы статьи, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, использовали цилиндрический контейнер, наполненный водой, затем нагревали ее снизу, создавая конвективные потоки. Образовавшиеся турбулентные потоки взаимодействовали с взвешенным твердым телом (прямоугольной панелью), которое свободно перемещалось внутри контейнера, что позволило исследователям лучше изучить, как турбулентные потоки взаимодействуют с твердыми структурами внутри. Учёные наблюдали плавное вращение потоков и свободного твердого тела.

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.

Управление турбулентным переносом тепла путем управления когерентными структурами

Будучи последней нерешенной проблемой в классической физике, турбулентность жидкости привлекла большое внимание как академического, так и инженерного сообщества. Проведя серию исследований канонической системы тепловой турбулентности, а именно турбулентной конвекции Рэлея-Бенара, был обнаружен новый механизм настройки турбулентного теплопереноса посредством когерентных структурных манипуляций используя простое геометрическое ограничение. Работа опубликована в National Science Review.

Попытка решить проблемы турбулентности в сверхтекучих жидкостях

Исследователи из Университета Аалто провели новое исследование квантово-волновой турбулентности. Их выводы, опубликованные в журнале Nature Physics, демонстрируют новое понимание того, как волнообразное движение передает энергию от макроскопических до микроскопических масштабов длины, а их результаты подтверждают теоретическое предсказание о том, как энергия рассеивается на малых масштабах.

Надежный структурированный свет в атмосферной турбулентности

Как сообщается в Advanced Photonics, исследователи в Южной Африке показали, как можно найти формы света без искажений, которые исходят из шумного канала точно так же, как они были введены. На примере атмосферной турбулентности они показали, что эти особые формы света, называемые собственными модами, можно найти даже для очень сложных каналов, проявляющихся неискаженными, в то время как другие формы структурированного света были бы неузнаваемы.

Замедление вращения под действием динамо в смоделированных лучистых звездных слоях

Трое французских ученых из CNRS, INRIA и ENS-PSL изучили вопрос "почему ядра звезд вращаются медленнее, чем ожидалось" и сообщили о своих выводах в статье, опубликованной в журнале Science 19 января 2023 года. Их численное моделирование течения плазмы в глубоких слоях звезды, показало, что замедление сердечника может производиться внутренним магнитным полем. В частности, поток плазмы может усиливать магнитное поле до такой степени, что оно создает сильные турбулентные движения. Такая турбулентность может еще больше усилить магнитное поле, пока не заставит ядро ​​звезды вращаться вниз.

Наблюдение нового типа самогенерируемого тока в замагниченной плазме

Исследовательская группа под руководством профессора Йонг-Су На с факультета ядерной инженерии Сеульского национального университета и доктора Джэмина Сео из Принстонского университета обнаружила, что в токамаке может существовать другой тип самогенерируемого тока, который еще не объяснен. Они обнаружили это в экспериментах на токамаке KSTAR в сотрудничестве с Корейским институтом термоядерной энергии, Принстонской лабораторией физики плазмы и General Atomics. Их исследование опубликовано в Nature Communications.

Физики открыли новую динамическую основу турбулентности

Физики из Технологического института Джорджии продемонстрировали — численно и экспериментально — что турбулентность можно понять и количественно оценить с помощью относительно небольшого набора специальных решений основных уравнений гидродинамики, которые можно предварительно вычислить для конкретной геометрии, раз и навсегда. Результаты были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences 19 августа 2022 года. Группу исследователей возглавляли Григорьев и Майкл Шац, профессора Школы физики Технологического института Джорджии, которые сотрудничали в различных исследовательских проектах в течение последних двух десятилетий.