"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ.
Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.
|
|
28.05.2019
21:21 |
Intel анонсировала первое поколение 10-нм процессоров 
Компания Intel официально представила на выставке Computex новое, 10-е поколение процессоров Core. Эти чипы с архитектурой Ice Lake и ядрами Sunny Cove отличаются более . . . |
|
28.05.2019
21:14 |
Математики: Для моделирования рождения планет или прионных болезней теперь достаточно ноутбука Международная коллаборация учёных при ведущей роли сотрудников факультета ВМК МГУ разработала программные алгоритмы, позволяющие решать системы из миллионов кинетических уравнений агрегации на обычных ноутбуках в течение нескольких минут. Ранее подобные расчёты требовали вычислительные мощности суперкомпьютеров. Используя новые алгоритмы, учёные также исследовали модель агрегации и дробления вещества, которую планируют использовать для анализа качества нефти. Основные результаты работы учёных опубликованы в одном из ведущих международных журналов по вычислительной физике Journal of Computational Physics. Исследователи готовят к выходу ещё ряд публикаций в авторитетных научных изданиях.
Процессы слияния и дробления огромного числа хаотически движущихся частиц можно описать системой уравнений типа Смолуховского. При этом под частицами можно понимать почти что угодно: сейчас с помощью уравнений Смолуховского описывают как поведение частиц в кольцах Сатурна, белки-прионы при моделировании развития прионных болезней мозга, или даже подписчиков в социальных сетях. Чем сложнее система, тем больше уравнений будет она включать.
Большинство естественных систем — будь то аэрозоли в атмосфере или коллоидные частицы в растворах — описываются системами из миллионов нелинейных уравнений. Для поиска их решений часто применяют простые в использовании и достаточно наглядные стохастические методы. Однако эти методы имеют ряд недостатков: сложности при обосновании сходимости и низкое качество приближения полных распределений частиц по размерам из гистограмм. Кроме того, для применения стохастических методов относительно сложных систем, состоящих из большого числа уравнений, необходимо привлекать огромные вычислительные мощности, которые на сегодняшний день способны выдавать лишь суперкомпьютеры.
«Уравнения Смолуховского описывают образование составных частиц при столкновении нескольких d исходных частиц. Размеры частиц варьируются в диапазоне от единицы до N. Значение N может достигать величин порядка миллиарда. При численном решении уравнений для вычисления интеграла используются сеточный метод или метод Монте-Карло. Вычисление интеграла на сетке классическими методами требуется N^d арифметических действий. Такое огромное число действий невозможно выполнить даже на самых мощных суперкомпьютерах, — уточняет один из авторов исследования, доцент кафедры автоматизации научных исследований факультета ВМК Александр Смирнов. — Метод Монте-Карло позволяет вычислять многомерные интегралы, однако, он не дает достичь высокой точности. Разработанный новый сеточный метод на основе малоранговых разложений многомерных матриц и быстрых методов вычислительной алгебры позволяет решать уравнения за порядка N действий».
Международный коллектив учёных под руководством сотрудников МГУ имени М.В. Ломоносова использовал численные методы на основе матриц малого ранга и быстрых алгоритмов линейной алгебры и с их помощью разработал новые подходы к решению уравнений Смолуховского. «Разработанная нами методика позволяет в десятки раз ускорить получение решений рассматриваемой задачи и решать системы из миллионов уравнений за несколько минут на обычных ноутбуках. С использованием новых алгоритмов построен новый класс самоподобных решений для модели агрегации и дробления вещества», — рассказывает один из авторов исследования, выпускник факультета ВМК МГУ, научный сотрудник Сколтеха Сергей Матвеев.
Предложенный исследователями алгоритм имеет крайне широкое применение. Ранее учёные использовали чуть более упрощенную версию модели алгоритмов для описания распределений частиц по размерам в кольцах Сатурна. Сравнение с данными миссии Вояджер показало, что точность полученной математической модели достаточно велика и модель адекватно описывает реальные процессы. Алгоритм можно также применить для описания процессов горения, полимеризации, роста кристаллов, седиментации нефти, образования планет, распространения аэрозольных примесей в атмосфере.
Сейчас учёные планируют сосредоточиться на применении подходов для предсказания распределений тяжелых асфальтеновых частиц в нефти. Нефть содержит множество органических соединений, наиболее тяжелые из которых — асфальтеновые частицы — обуславливают вязкость нефти. Вязкость сырья зависит как от концентрации асфальтеновых частиц, так и их агрегированности. Нефть с высоким содержанием асфальтенов требует дополнительных расходов при добыче, транспортировке и перегонке. При низкой концентрации асфальтены могут выпадать в осадок и закупоривать скважины. Математические алгоритмы могут помочь предсказать образование крупных асфальтеновых агрегатов в сырье из конкретного места, что важно для оценки качества нефти.
Исследование проходило под руководством сотрудников факультета ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова. В работе также принимали участие сотрудники Сколковского института науки и технологий, Института вычислительной математики имени Г.И. Марчука РАН, Математического института Ченнаи (Индия), Института естественных и гуманитарных наук в Сельдце (Польша) и Лестерского университета (Великобритания).
По информации https://scientificrussia.ru/news/matematiki-dlya-modelirovaniya-rozhdeniya-planet-ili-prionnyh-boleznej-teper-dostatochno-noutbuka
|
|
28.05.2019
21:11 |
Обнаружено три десятка двойных звезд, убежавших из своих галактик 
При определенных условиях нейтронная звезда, образовавшаяся в результате вспышки сверхновой, может покинуть галактику, прихватив своего компаньона. Используя . . . |
|
28.05.2019
20:35 |
Человечество встало на ноги благодаря взрыву сверхновой, заявляют ученые 
Человечество могло перейти к прямохождению и научиться использовать орудия труда из-за относительно недавней вспышки сверхновой, ускорившей нашу эволюцию и . . . |
|
28.05.2019
20:31 |
Две звезды в нашей Галактике неожиданно стали вести себя загадочным образом 
В нашей галактике Млечный путь находится двойная звездная система, которая ведет себя необычным образом. Эта система, называемая AG Дракона, состоит из двух звезд: . . . |
|
28.05.2019
20:29 |
Туманность пульсарного ветра DA 495 может оказаться «самозванкой» 
Астрономы провели многоволновое исследование туманности пульсарного ветра DA 495 для выяснения ее таинственной физической природы. Эти результаты, которые . . . |
|
28.05.2019
19:27 |
Ученые готовятся вставить «глаза» роверу миссии ExoMars 
Это фото напоминает набор разноцветных контактных линз, однако на самом эти цветные диски представляют собой светофильтры, через которые ровер миссии ExoMars . . . |
|
28.05.2019
19:17 |
Антибиотики нашли в речной воде по всему миру 
Экологи обнаружили в речной воде по всему миру антибиотики и другие лекарственные препараты. Самые высокие концентрации лекарственных веществ оказались в . . . |
|
28.05.2019
19:12 |
Рост биомассы хвойного леса отследили по свечению хлорофилла 
Ученые исследовали флуоресценцию хлорофилла при помощи спектрометра, установленного на 26-метровой башне посреди хвойного леса в Колорадо, США. Ученые . . . |
|
28.05.2019
19:04 |
Экстремофиы выжили в марсианских условиях на Земле 
Биологи обнаружили в соляных отложениях геотермальной зоны вулкана Даллол (одно из самых экстремальных мест на Земле) колонии ультрамалых бактерий. Это означает, . . . |
|
28.05.2019
14:34 |
В SETI рассказали о стратегиях поиска внеземных цивилизаций
Большинство «охотников» за инопланетными обществами предпочитают искать радиосигналы из космоса, но является ли этот подход действительно лучшим? Если вы . . . |
|
28.05.2019
14:30 |
Физики рассказали, как планеты влияют на Солнце 
Как и в случае с гравитационным притяжением Луны, вызывающим приливы на Земле, планеты способны влиять на горячую плазму на поверхности Солнца. Приливные силы . . . |
|
28.05.2019
14:17 |
Физики из США экспериментально доказали "квантовость" силы инерции 
Серия экспериментов с гигантскими искусственными атомами помогла физикам из США доказать, что так называемый эффект Унру, указывающий на дискретный характер . . . |
|
28.05.2019
13:45 |
В горах нашли древнее внеземное вещество 
Ученые Центра молекулярной биофизики CNRS во Франции обнаружили следы органических веществ внеземного происхождения в горах Махонджва в Южной Африке. Их возраст . . . |
|
28.05.2019
10:23 |
На дне океана нашли природную «капсулу времени» 
Ученые Чикагского университета (США) обнаружили в подводных породах остатки морской воды возрастом двадцать тысяч лет. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org . . . |
|
27.05.2019
23:04 |
Ученые считают, то к 2050 году около 70% населения Земли будут проживать в городах
По оценкам ученого Стивена Гриффитса, на данный момент на долю городов приходится немногим более половины населения планеты Около 70% населения Земли будут . . . |
|
27.05.2019
22:59 |
Исследование: океаны медленно уходят в земную мантию 
Этот факт установлен благодаря новому исследованию норвежских учёных, которые сообщили изданию New Scientist, что вода Земли медленно просачивается в земную кору — . . . |
|
27.05.2019
22:51 |
Глобальное потепление грозит США разрушительными ураганами
Новая компьютерная модель прояснила, как климатические изменения повлияют на сдвиг ветра — один из факторов силы стихии. Ураганы на восточном побережье . . . |
|
27.05.2019
22:44 |
На спутнике Нептуна обнаружили экзотическую форму льда 
Далекий и холодный Тритон сохраняет загадочную геологическую активность и выбрасывает на поверхность смесь замерзшего азота и угарного газа. Азот и моноксид . . . |
|
27.05.2019
22:39 |
Физики впервые вычислили форму волновой функции электрона 
Сотрудники Базельского университета впервые вычислили форму волновой функции электрона. Наши современные представления об электроне говорят, что он является . . . |
