décembre 3, 2022

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Simulez des liquides, des gaz et tout le reste

La simulation des flux relatifs pouvant aller d’une substance de type liquide à une substance de type gaz pose des défis aux méthodes de calcul. Un diagramme de grille cinématique a été proposé pour simuler de tels écoulements, permettant d’effectuer une sonde de calcul pour les systèmes hautement réactifs et faibles.

Les méthodes de simulation classiques sont souvent bien adaptées car le système étudié est directement divisé en deux classes : liquide ou gaz. Cependant, certains systèmes changent de nature au cours de l’expérience : de liquide à gaz, ou de gaz à liquide. Un exemple est la matière extrême produite par les collisions d’ions relativistes, comme celles étudiées au Large Hadron Collider ou au Relativistic Heavy Ion Collider.1. Là, la matière initialement créée se comporte comme un liquide, mais à mesure qu’elle se dilate et se refroidit par transition croisée, elle devient gazeuse, le tout en quelques yuktosecondes.2ce qui pose un défi à la fois à la simulation fluide3 et dynamique du transport du gaz4. Les algorithmes de simulation de fluide ne fonctionnent pas bien avec les gaz. De même, les méthodes rapides de simulation des gaz ne sont pas adaptées à la modélisation des liquides. Maintenant, comme l’ont rapporté Pazzanini et ses collègues de sciences informatiques naturellesun développement des méthodes de réseau de Boltzmann, appelé simulateur cinétique, permet de simuler efficacement la dynamique relativiste avec un schéma global applicable aux liquides, aux gaz raréfiés et à tout ce qui se trouve entre les deux5. Un simulateur cinétique est prometteur pour permettre la simulation de la matière qui change de caractère au cours d’une expérience, comme les collisions d’ions lourds relativistes, mais aussi d’autres systèmes comme la dynamique des plasmas dans les réacteurs de fusion nucléaire.

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