Евгений Киселев (doctor_notes) wrote,
Евгений Киселев
doctor_notes

Category:

"Трение о воздух"

А все в курсе, что метеоры (а также абляционная защита спускаемых аппаратов) сгорают в атмосфере вовсе не от трения о воздух?
В связи с новой гиперзвуковой вундервафлей замелькало это выражение.
Subscribe

  • Сверх-супервулканы

    Если вы думаете, что извержение супервулкана - самая плохая бяка, которую может устроить нам наша планета, то фиг вы угадали. Планета способна на…

  • Чем опасны супервулканы?

    Напоминаю, что к "супервулканам" (жаргонное слово, которое уже вполне перешло в лексику вулканологов) относятся те участки земной коры (и нижележащих…

  • Супервулканы

    Название "супервулкан" появилось в 2000-м году с подачи BBC, в документальном сериале Horizon. Специалисты сейчас тоже стале его использовать для…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 53 comments

Bestvanxant

December 29 2018, 03:26:32 UTC 2 years ago

  • New comment
Я тоже совершенно не хочу "ссориться", простите если где-то перегнул с эмоциями.
Вот смотрите.
У нас есть два описания происходящих процессов. Это, условно, "молекулярная физика", где рассматриваются отдельные молекулы, и "статистическая гидродинамика", где рассматривается сильно-групповое поведение. Под "сильно" здесь понимаются порядки числа Авогадро.
На молекулярном уровне мы пока не можем ничего полезного посчитать, слишком много нужно молекул обсчитывать. Даже там пару сотен атомов на современном уровне техники это уже прорыв.
На статистическом уровне у нас есть уравнения Навье-Стокса. Плюс к ним там добавляются разные законы сохранения и такое всё (самое страшное это химия).
При определённых упрощениях из Навье-Стокса можно вывести и закон Паскаля, и адиабату, и что угодно. Но только при очень сильных упрощениях.
В общем случае решить уравнения Навье-Стокса аналитически на данный момент невозможно. Если кто их вдруг решит, или докажет, что решения в общем случае не существует - его ждёт премия в миллион долларов, это одна из математических задач тысячелетия.
Проблема в том, что эти уравнения описывают динамический хаос. "Взмах крыла бабочки может вызвать торнадо на другом краю Земли" - это не шутка, это так и есть. "Эффект бабочки" это именно из Навье-Стокса. То есть любое, сколь угодно малое изменение начальных параметров может привести к сколь угодно большому изменению результата.
На языке вычислительной математики это называется "существенно некорректно поставленная задача".
Но иначе как численно решать Навье-Стокса мы не умеем.
И здесь врываются ещё три фактора:
- Незнание констант. В уравнения входят "константы" типа показателя адиабаты и чисел Рейнольдса, которые ещё долго нельзя будет вычислить и можно только измерить в эксперименте. И которые в реальной жизни совсем не константы. Для разумных высот и скоростей их измерили, но вот для верхних слоёв атмосферы и космических скоростей это отдельный сложный НИОКР.
- Сложность алгоритмов минимум O(N4). Ну вы поняли, чтобы поднять пространственную точность в 10 раз, нужно в 10000 раз больше вычислительной мощи и соответственно денег.
- Машинная точность. Получающиеся матрицы очень плохо обусловлены (т.е. уравнения фактически вырождены). Из-за этого стандартные методы решения СЛАУ идут в помойку, и, опять же, за изобретение правильных методов вычислений можно получить к.ф.-м.н.
Резюме: всё, что было написано про гиперзвук примерно до 2000 года - это всё догадки и пальцем в небо, не основанное ни на чём кроме "мне так кажется". С началом 21 века развитие вычислительной техники позволило начать с этим плотно работать. Стали появляться совершенно обескураживающие результаты. Ну а до летающего железа оно дошло лет 5-10 назад. Ну как летающего... вот 31 декабря 2015 гиперзвуковой испытательной ракетой людям снесли под корень пятиэтажку, хорошо что хватило мозгов заранее всех эвакуировать на всякий случай.
Сейчас вот дошли уже до стадии серии.
Выводы по теме поста я написал выше. Примерно 50% выделяющейся энергии уносится обычным трением набегающего воздуха о плазму, большая часть остального идёт на ионизацию.

  • Сверх-супервулканы

    Если вы думаете, что извержение супервулкана - самая плохая бяка, которую может устроить нам наша планета, то фиг вы угадали. Планета способна на…

  • Чем опасны супервулканы?

    Напоминаю, что к "супервулканам" (жаргонное слово, которое уже вполне перешло в лексику вулканологов) относятся те участки земной коры (и нижележащих…

  • Супервулканы

    Название "супервулкан" появилось в 2000-м году с подачи BBC, в документальном сериале Horizon. Специалисты сейчас тоже стале его использовать для…