伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的盘问东说念主员期骗先进的 3D 模拟本领对高妙音速流动的湍流举止有了新的意识。他们期骗超等策划才息争定制软件迪士尼彩乐园官方，在 16 马赫的速率下发现了锥形模子周围出东说念主料想的不彊壮性和流动中断，这是往时的二维或实践盘问中从未见过的热闹。

这些发现可能会对翌日高妙音速飞行器的想象产生要紧影响，因为它不错匡助工程师了解极点速率怎样以新的花样与名义几何时事相互作用。

在高妙音速下，空气与飞行器名义相互作用时会进展出复杂的举止，造成鸿沟层和冲击波等特征。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院航空航天工程系的盘问东说念主员初度使用全 3D 模拟不雅察到了这些相互作用中的新扰动。

以高妙音速驱动高分散率 3D 模拟需要雄伟的策划才调，这使得这项责任资本富贵且具有挑战性。这项盘问之是以大致进行，有两个要道资源：一是不错使用 Frontera，这是一台由好意思国国度科学基金会资助的位于德克萨斯高等策划中心的请示级超等策划机；二是多年来由 Deborah Levin 讲授的几位前盘问生斥地的专用软件。Levin 与她的博士生 Irmak Taylan Karpuzcu 一齐请示了这项盘问。

模拟流场的锥形集结视图。图像中标志为 A、B 和 C 的是锥形激波、海浪分离线和圆形不一语气性的位置。图片泉源：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院

“非论流动几何时事怎样，过渡流齐是三维的，本体上是不彊壮的。21 世纪初进行的三维实践莫得提供实足的数据来详情任何三维效应或不彊壮性，因为锥形模子周围莫得实足的传感器。这并莫得错。那仅仅其时通盘可能的情况，”Karpuzcu 说。“咱们有这些数据不错比拟，但当今有了三维的全貌，情况就不同了。频频，你会合计锥体周围的流动是齐心带状的，但咱们翔实到单锥和双锥时事的冲击层内的流动齐有断裂。”

使用等值面模拟图像来可视化双锥上的角速率。图片泉源：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院

本场过后，保罗在圣诞大战的总助攻数来到76次，超越盖伊-罗杰斯排名历史第7位。

在今天的比赛中，比赛的胜负其实并没有那么重要，更重要的是比赛的精彩程度。而詹姆斯，杜兰特，库里三人在今天表现得都非常精彩。

卡普斯库称，他们不雅察到锥体顶端隔壁出现了裂纹，况且在空气分子蚁合的场合隔壁出现了冲击波，使得它们在 16 马赫的速率下变得愈加繁荣。

“跟着马赫数的加多，迪士尼彩乐园客服电话冲击波会越来越接近名义，从而加重这些不彊壮性。以每种速率驱动模拟的资本太高，但咱们确乎以 6 马赫的速率驱动了模拟，并莫得看到流动中断。”

卡普斯库暗示，圆锥几何时事代表了好多高妙音速飞行器的简化版块，了解流动怎样影响名义特色有助于想象谈判。

这张模拟图像露出了密度详尽，就像你正在看圆锥体的顶端通常。图片泉源：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院

“咱们团队的里面软件使得在并行惩处器中驱动模拟变得高效，因此速率要快得多。一经有了高速条目下的实践数据，因此咱们对模拟的外不雅有一些直观，但在 3D 中咱们发现了出东说念主料想的败坏。”

他说，对他来说，责任中最贫苦的部分是分析经过中断的原因。

“流动应该朝各个标的流动，但要均匀。咱们需要讲授咱们看到的阵势。咱们的文件综述标明，基于三层表面的线性康健性分析不错应用于这种流动。在分析了复杂的公式并将其与咱们的案例干系起来后，咱们斥地了一个代码来再次对问题进行数字模拟。驱动 3D 径直模拟蒙特卡罗模拟很难，但随后咱们成立了第二个策划机门径，以确保一切平常，况且适宜咱们的流动条目的为止。当咱们这么作念时，咱们看到锥体周围 180 度周期性地分红两个大块。”

卡普斯库说，径直模拟蒙特卡洛的优点在于它不错追踪流动中的每个空气分子并捕捉冲击。

“当您使用其他步伐策划流体能源学时，一切齐是详情味的。当咱们将一个粒子引入流场时，该粒子与其他粒子或任何固体名义发生碰撞的概率是凭据基于物理的公式策划出来的，但输出是掷骰子。蒙特卡罗步伐会进行立地、肖似的尝试。它比传统的策划流体能源学步伐更平庸，咱们正在追踪数十亿个粒子。这确保了流场中有实足的粒子，况且碰撞被正确拿获。”

编译自/ScitechDaily

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