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“Data-gt-translate-attributes =” ({“attribute =” “tabindex =” 0 “roll =” link “> na universidade buffalo O estudo descreve padrões de ondas bidimensionais, incluindo furos undulares, que se espalham em duas direções.
No ano passado, os telespectadores do rio Kintang, na China, viram um cenário incomum: as ondas se organizaram em uma estrutura semelhante à grade.
Esse padrão incrível, chamado “Matrix Tide”, originou -se da famosa maré do rio, que corre contra o fluxo. Nesse caso, um cirurgião como duas ondas de choque de bors-shock, que se espalham como uma ondulação nas viagens de água em diferentes direções e cria um efeito de colisão.
A complexidade dessa interação tornou os matemáticos impossíveis de descrever completamente com soluções quantitativas – pelo menos até hoje.
Sucesso na descrição de ondas complexas
Pesquisadores da Universidade de Buffalo e da Universidade do Colorado Boulder identificaram e descrevem um novo tipo de varados de ondas bidimensionais que se movem em duas direções-não apenas na água, mas também em sistemas como plasmas e medidores condensados.
Anteriormente, as equações do administrador para esse fenômeno só podem ser resolvidas em uma dimensão, onde um furo undular viaja em uma direção. Novo estudo, publicado em Aug Gust 5 Gino Bondini, professor matemático da UB Callge Lege Arts and Science, disse: “As equações são mais difíceis de resolver para ondas bidimensionais e são muito intensivas computacionais. Este estudo não foi feito até agora”, o professor de Ubi Ko-Callle Bondi’s Professor. Biondini conduziu pesquisas com Alexander Bivolic, um ex -estudante de doutorado da UB agora está atuando como professor assistente “Data-gt-translate-attributes =” ({“attribute =” “tabindex =” 0 “função =” link “> Universidade aeronáutica bordo-redell
Supercompters quebram o código
O furo indular, também conhecido como ondas de choque de dispersão, é feito de oscilações que se espalham e se movem.
“As ondas no furo undular podem ser grandes e continuar por um longo tempo, tornando -as um desafio para o estudo da matemática”, diz Hoofer. “Mas eles simplesmente não atraem matemáticos e físicos, os surfistas podem montar um rio de furo até quilômetros”.
Na década de 1960, o matemático Gerald B. trigo criou uma estrutura teórica para descrever essas ondas, mas suas equações eram limitadas em casos unidimensionais em que um furo viajou apenas em uma direção, como por um canal estreito.
https://www.youtube.com/watch?v=USTS3J465YW
A simulação do padrão de onda bidimensional da equipe de pesquisa, que parecia semelhante ao efeito “Matrix Tide” no rio Kantang no ano passado. Crédito: Gino Beyondini/University em Buffalo
Na década de 1970, Boris Kadomatsev e Vladmir Petviyashvili apresentaram uma equação, oferecendo uma base para descrever um fraco furo undular bidimensional. No entanto, esse modelo permaneceu bloqueado, pois a matemática era muito difícil de resolver algo além de vistas simples.
Computação de alto desempenho torna possível
Beyondy e seus colegas estão trabalhando para aproveitar a computação de alto desempenho de hoje para resolver essas equações em duas dimensões e criar um modelo preciso de um furo indular que se espalhe com duas direções diferentes.
“Este é um processo semelhante, em teoria, os meteorologistas usam para previsões meteorológicas”, diz Beyondy. “Eles têm equações que governam as medidas climáticas e de entrada, como temperatura e pressão, mas o estado precisa de computadores para desenvolver estatisticamente e obter aproximadamente um compromisso”.
A equipe confiou no poder de computação no Centro de Pesquisa em Computação (CCR) da UB.
“Se você executar uma simulação de onda em um laptop, levará 22 horas. Usando unidades de processamento gráfico ou GPUs, conseguimos reduzi -lo a cerca de uma hora por simulação”, diz Beyondy.
Alguns dos resultados da simulação resultante pareciam muito parecidos com o padrão de maré matriz encontrado no rio Kantang em setembro do ano passado. O próximo passo será reconstruir o evento, em um tanque de água ou em vários sistemas físicos, para praticamente validar as previsões da equipe.
“Para mim, sendo um matemático físico, a maior satisfação é usar a matemática para descrever algo no mundo real”.
Referências: Gino Beyondy, Alexander Bivolic e Mark A. Hoofer, 5 de agosto Gust 2025 por “Match Reflection e ondas de choque de descarte bidimensional” Cartas de revisão física.
Doi: 10.1103/cdvf-xnfw
O trabalho foi apoiado pela National Science Foundation.
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