Các nhà khoa học sử dụng siêu máy tính để hiểu về các sự kiện hỗn loạn 'cực đoan'

Các nhà nghiên cứu Mỹ tại Georgia Tech đã thực hiện mô phỏng số trực tiếp 3D về hiện tượng nhiễu loạn lớn nhất từ trước đến nay bằng siêu máy tính Frontier, bản đồ hóa sự hỗn loạn của chất lỏng trên 35 nghìn tỷ điểm lưới. Nỗ lực tính toán chưa từng có này đã giúp họ đạt được số Reynolds là 2.500, đạt mức độ chính xác vật lý tương đương với các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm thực tế. Nghiên cứu giải mã cơ chế cốt lõi của các dao động nhiễu loạn, cung cấp những hiểu biết mới về các hiện tượng từ tuần hoàn đại dương toàn cầu đến môi trường động cơ phản lực. Những phát hiện này có ý nghĩa thực tiễn trong việc cải thiện dự báo thời tiết và thiết kế các phương tiện cũng như cánh máy bay hiệu quả hơn. Một trọng tâm chính của nghiên cứu là về “các sự kiện cực đoan” — những dao động hiếm gặp và dữ dội mà các lý thuyết nhiễu loạn cổ điển thường không dự đoán được nhưng lại chịu trách nhiệm cho các hiện tượng có tác động lớn như lốc xoáy cấp 5 và hiện tượng tự tắt động cơ. Bằng cách chuyển từ dự đoán xác định sang các mô hình thống kê ngẫu nhiên, nhóm nghiên cứu đã mô tả chính xác hơn phân phối xác suất của các sự kiện này, nâng cao khả năng chuẩn bị đối phó với ảnh hưởng thực tế của chúng. Nghiên cứu cũng phân biệt rõ ràng giữa sự tiêu hao năng lượng và enstrophy (cường độ xoáy cục bộ),