محاكاة السوائل والغازات وكل شيء بينهما

تشكل محاكاة التدفقات النسبية التي يمكن أن تنتقل من مادة شبيهة بالسائل إلى مادة شبيهة بالغاز تحديات أمام الأساليب الحسابية. تم اقتراح مخطط ديناميكيات شعرية لمحاكاة مثل هذه التدفقات ، مما يسمح بالدراسة الحسابية لأنظمة التفاعل القوية والضعيفة.

غالبًا ما تكون طرق المحاكاة التقليدية أكثر ملاءمة لأن النظام المدروس يقع في إحدى فئتين: سائل أو غاز. ومع ذلك ، فإن بعض الأنظمة تغير طبيعتها أثناء التجربة: من السائل إلى الغاز أو من الغاز إلى السائل. أحد الأمثلة على ذلك هو المادة الشديدة الناتجة عن تصادم الأيونات النسبية التي تمت دراستها في مصادم الهادرونات الكبير أو مصادم الأيونات الثقيل النسبي.¹. هناك ، تتصرف المادة المتكونة في البداية وكأنها سائل ، ولكن مع تمددها وتبريدها ، تصبح شبيهة بالغاز في غضون بضع ثوانٍ.²هذا يمثل تحديًا لكل من المحاكاة السائلة³ وديناميكيات نقل الغاز⁴. لا تعمل خوارزميات محاكاة السوائل بشكل جيد مع الغازات. وبالمثل ، فإن الطرق السريعة لمحاكاة الغازات ليست مناسبة تمامًا لنمذجة السوائل. الآن ، كما أفاد بازانيني وزملاؤه العلوم الحسابية الطبيعيةيسمح تطوير أساليب Boltzmann الشبكية ، التي تسمى المحاكاة الحركية ، بمحاكاة فعالة للديناميات النسبية مع مخطط عالمي ينطبق على السوائل والغازات المتخلخلة وكل شيء بينهما.⁵. يحمل المحاكي الديناميكي وعدًا بالسماح بمحاكاة المادة التي تغير الطبيعة أثناء التجارب ، مثل تصادمات الأيونات الثقيلة النسبية ، ولكن أيضًا أنظمة أخرى مثل ديناميات البلازما في مفاعلات الاندماج النووي.