Исследователи из Сколтеха разработали новые математические уравнения, описывающие поведение агрегирующих частиц в газообразных средах. Это открытие решает проблему несовместимости старых моделей и позволяет точнее моделировать процессы, происходящие в природе и технологиях.
Агрегация частиц играет ключевую роль в явлениях, таких как формирование дождевых капель, снежинок, колец планет-гигантов и транспортировка порошков. До сих пор ученые использовали уравнения Смолуховского и Навье—Стокса, которые приходится комбинировать. Однако такие «гибриды» нередко давали значительные погрешности, особенно при описании неоднородных сред.
«Полученные нами коэффициенты объединяют свойства транспортных и реакционных параметров. Это фундаментальный шаг в понимании поведения агрегирующих флюидов»,
– Николай Бриллиантов, профессор Центра искусственного интеллекта Сколтеха
В своей работе ученые вывели новые гидродинамические уравнения, которые сочетают кинетические и транспортные свойства. Их разработка основана на принципах, объединяющих подходы к описанию газов и жидкостей. Компьютерные симуляции подтвердили высокую точность новых моделей, которые значительно превосходят старые методы.
Эти уравнения находят применение в задачах моделирования загрязнения воздуха, аэрозольных технологий, транспортировки мелкодисперсных веществ и проектирования авиации и автомобилей. Разработанные формулы открывают новые горизонты для точного прогнозирования сложных процессов и управления ими в реальных условиях.
Исследование, опубликованное в Physical Review Letters, становится важным шагом в физике и математическом моделировании. Благодаря этой работе ученые смогут точнее прогнозировать явления как в атмосфере Земли, так и в далеких уголках космоса.
