ТАСС, 27 августа. Исследователи из России разработали подход, позволяющий значительным образом ускорить гидродинамические расчеты, направленные на моделирование движения жидкости вокруг вращающихся дискообразных структур с неровной поверхностью. Их открытие ускорит проведение расчетов, связанных с электрохимией, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.
"Мы показали, как небольшие неровности на поверхности диска влияют на поток жидкости, образуя зоны с вихрями и изменяя структуру пограничного слоя. Наш метод позволяет моделировать задачу за несколько часов, тогда как на суперкомпьютере это могло бы занять дни или даже недели", - рассказал доцент МИЭМ НИУ ВШЭ Роман Гайдуков, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняют исследователии, при проведении многих электрохимических реакций используются дисковые электроды - плоские металлические пластины, погруженные в толщу жидкости и совершающие вращательные движения. Характер и скорость протекания реакций сильно зависит от того, как именно жидкость будет двигаться вокруг электрода, так как даже небольшие неровности на поверхности диска могут существенно влиять на ее течение и создавать сложные и неожиданные эффекты.
В прошлом, для просчета подобных эффектов использовались различные алгоритмы, для работы которых требовались мощности типичного суперкомпьютера. Российские исследователи создали подход, который позволяет проводить подобные расчеты при помощи обычного домашнего ПК, причем на получение результата требуется несколько часов, а не дней или недель.
Это стало возможным благодаря тому, что специалисты применили математический подход, позволяющий преобразовать трехмерную задачу в серию двухмерных задач, которые значительно проще просчитывать при помощи вычислительных методов. Данная методика, так называемый метод многопалубных структур пограничного слоя, известен в науке еще с середины прошлого века, однако только недавно российским ученым удалось разработать его строгую математическую формулировку.
Этот подход, как отмечают исследователи, одинаково хорошо справляется с расчетами, связанными как с очень спокойными, так и с турбулентными потоками жидкостей, что значительно расширяет его практическую применимость. В дополнение к этому, физики предполагают, что схожие подходы можно применять при моделировании более сложных систем. Это позволит еще глубже понять процессы, происходящие в многокомпонентных системах, и улучшить существующие модели, рассказали специалисты.