Ученые КФУ создали единую теорию колебаний в жидкости

Исследователи Казанского федерального университета (КФУ) разработали универсальную математическую модель, описывающую поведение колеблющегося тела в вязкой среде. Новая теория, верифицированная на численных моделях и экспериментальных данных, позволяет рассчитывать гидродинамические силы для любой формы поперечного сечения удлиненного тела с помощью единой формулы.

Расчет колебательных движений в жидкости и газе имеет огромное значение как для фундаментальной науки, так и для инженерной практики. Он необходим для описания полета или плавания живых организмов, воздействия воздушных и водных масс на самолеты, корабли, подводные аппараты, высотные здания, мосты и прочие сооружения.

«Раньше эта задача решалась по принципу «каждой форме — своя модель». Для круглых цилиндрических тел существовала одна формула, для эллиптических — другая, для прямоугольных профилей — третья, а для крыловых — четвертая. Каждая из них выводилась заново, с нуля, со своей уникальной математикой. Если инженер проектировал новую форму колеблющегося элемента, он не мог взять готовый ответ из справочника. Ему оставалось либо проводить дорогостоящие натурные испытания, либо выводить новое приближенное решение. Наша же теория предлагает универсальный ключ, работающий для любой конфигурации», — рассказал руководитель исследования, ведущий научный сотрудник НИЛ «Интеллектуальные биомиметические и природосообразные системы» Института математики и механики им. Н.И. Лобачевского КФУ Артем Нуриев.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации