Nowa technika modelowania złożonych systemów

Nowa technika modelowania złożonych systemów

Institute for Computational Engineering and Sciences (ICES) University of Texas pracuje nad nowymi technikami modelowania, które pozwolą przewidywać zachowania złożonych systemów.

Na ten cel wchodzące w skład ICES, Center for Predictive Engineering and Computational Sciences (PECOS) otrzyma od amerykańskiego departamentu energii, w ramach pięcioletniego projektu, 17 milionów dolarów, oraz dodatkowo, 1,7 miliona dolarów od władz uczelnianych.

Nauki antycypujące wykorzystują symulacje komputerowe do przewidywania reakcji złożonych systemów, w których przeprowadzenie klasycznych, rutynowych testów nie jest możliwe. Kluczowa kwestią w naukach antycypujących jest policzenie niewiadomych, gdyż ich liczba bezpośrednio wpływa na wiarygodność rezultatów symulacji komputerowych.

Naukowcy z University of Texas skupiają się na problemie liczby niewiadomych podczas symulacji wejścia statku kosmicznego z powrotem w ziemską atmosferę.

Gdy statek wchodzi w ziemską atmosferę, jego prędkość może wynosić nawet 40 mach. Sprawia to, że otaczające go gazy nagrzewają się do temperatur wyższych, niż te panujące na powierzchni słońca. Numeryczna symulacja mająca na celu przewidzenie, czy pojazd przetrwa tak ekstremalne warunki wymaga zamodelowania interakcji złożonych procesów fizycznych, jakie zachodzą w tak wysokich temperaturach, jak choćby: promieniowanie termalne, turbulencje, osłabienie termalne materiału, czy termalna i chemiczna nierównowaga.

Dowiedzenie prawdziwości takiego modelu i policzenie niewiadomych w nim występujących, to duże wyzwanie, gdyż tak złożone systemy związane są z dużą liczbą niewiadomych pochodzących z bardzo różnych źródeł.

Naukowcy z PECOS we współpracy z NASA opracowują narzędzia obliczeniowe potrzebne do określenia szans na przetrwanie przez pojazd ponownego wejścia w atmosferę. Narzędzia takie pozwolą NASA lepiej projektować i obsługiwać przyszłe pojazdy kosmiczne.

(lk)