Comments 33
Я правильно понял из этого моря воды, что он взял 3D уравнения, применил их к 2D системе с разрывом начальных условий и сказал, что всё сломалось?
И еще как часть результата важно следствие: в классе решений, которые измеримы, интегрируемы по Лебегу в квадрате модуля, и дифференцируемы один раз по пространственной переменной (или лучше сказать переменным) и a раз по времени, трехмерных уравнений Эйлера невозможно усилить критерий Била-Като-Майды в размере Lp пространств. В частности, для каждого p, меньшего бесконечности, существует классическое решение трехмерного уравнения Эйлера, для которого супремум Lp норм завихрения при фиксированных t из [0, T) меньше бесконечности пока предел при t -> T интеграла от 0 до T от L-бесконечности нормы завихрения по пространству (объему) стремиться к бесконечности.
L-бесконечность это и есть существенный супремум. Если эта норма равна бесконечности, то это надо читать как "Множество, на котором функция принимает значения больше любого заранее заданного числа, не является множеством меры нуль." Например, x^(-1/2p) на отрезке [0;1] имеет конечную Lp-норму и бесконечную L-бесконечность норму.
Написано путано, но проблема уравнения Эйлера в том, что было неизвестно всегда ли в трехмерном случае решение уравнения будет гладким, то есть без сингулярностей.
Хотя найденная ситуация связана с большим увеличением скорости, что явно выводит уравнение за рамки классического подхода без учета релятивистских эффектов.
Поэтому «релятивистские эффекты» возникают, когда появляются скорости, становятся сравнимы со скоростью звука, а не света.
2. Ну и второй момент. Какой бы идеальной ни была бы жидкость при больших скоростях вязкость нельзя отбрасывать. В общем большой привет Навье со Стоксом.
Детский сад какой-то. Любая формула — это приближенная модель реального мира. Уравнение состояния идеального газа тоже плохо применимо к реальным газам, но достаточно хорошо описывает разреженные газы. Механика Ньютона тоже работает только в ограниченных условиях.
Механика Ньютона тоже работает только в ограниченных условиях.
Позвольте поинтересоваться, в каких условиях только работает? Исключая скорости, близкие к световым.
Еще не работает в случае размеров, близких к атомным. В случае очень сильных гравитационных полей, насколько помню, тоже не работает.
Исключая скорости, близкие к световым.
А это что, не «ограниченные условия»?
Им нельзя вращаться вокруг оси z.
В этом и весь фокус. Элгинди рассматривает 2D воду. В 3D будет решение в виде вихрей вдоль «запрещённой» оси. Они будут «квантовыми», их появление (место и количество) будет описываться некоей квантовой теорией, которой ещё нет.
Жидкость — сложная система. У нее есть турбулетность, а это хаотичность. Если есть сингулярности — значит это правдивое уравнение. А если трения нет — то вполне логично.
И таких точек с нулевой мерой можно достаточно легко найти, сколько угодно
А тут, на тебе. Взял и сломал уравнения.
«Приходится слишком много всего отслеживать», — сказал Элгинди.
1. Любое уравнение (модель) описывает какое-то явление лишь приближенно, в рамках тех предположений, в которых это уравнение строится. Соответственно, когда мы применяем это уравнение в условиях, когда описанные предположения нарушаются, то да, следует ожидать, что результат будет ерундой.
1а. Каюсь, грешен, его статью с ArXiv-а посмотрел по-диагонали, но заметил, что он берет сферическую систему координат, а там уже неизбежно заложена сингулярность (страшное слово, привлекает внимание)
1б. Помимо несовершенства самой модели важно также заметить, что методы решения уравнений тоже могут иметь свои особенности. В данном случае статья по математике, поэтому он там исследовал все честно, но видосик в начале статьи получился именно в результате численных расчетов. И описанного эффекта я там не заметил.
1в. И да, не забываем про уравнение Навье-Стокса, в которое зашита вязкость (уравнение второго порядка, а Эйлера — первого), поэтому она все сингулярности нейтрализует. Плюс, в численных расчетах есть т.н. эффект «численной вязкости», поэтому сингулярности могут и не образоваться.
2. В статье написано: «запретил создавать вихри вокруг оси z». А зачем? Может, в этом-то и дело?
3. В статье рассмотрен крайне идеализированный случай, когда сталкиваются два кольца. Можно задаться вопросом: где это реализуется в природе, поэтому с какой целью была поставлена задача? Скорее всего, внятного ответа получено не будет, но на то это и фундаментальная наука, чтобы слепо искать какие-то новые интересные фичи.
4. Фактически, получилась просто абстрактная математическая задача, в которой решается два уравнения: уравнение движения (то самое уравнение Эйлера, которое ломается) и уравнение неразрывности. Однако, обычно в физике вместе с ними еще и уравнение сохранения энергии пишут. То есть, попросту говоря, часть энергии при столкновении должна перейти в нагрев/высветиться/привести к ионизации и т.д.
5. Как математик он рассмотрел сплошную среду, независимо от масштабов события. Фактически, если мы столкнем два микроскопических кольца и два кольца астрономических масштабов, результаты в лучшем случае сойдутся в качественном описании.
P.S. встроенный редактор не умеет в вложенные списки
Также предполагается несжимаемость жидкостей, то есть, по правилам уравнений Эйлера нельзя сжать жидкость, уместив её в пространство меньшего объёма, чем она уже занимает.
Это частный случай. Но можно считать, что сжимаемость большинства жидкостей намного меньше, чем у газов.
Это усиление будет настолько сильным, что за конечное время скорость или завихрённость точки станет бесконечной.
Значит нужно в изначальные формулы ввести СТО и получить что-то совсем сложное. Ещё может уравнение состояния P = P(V) придется модифицировать при другом виде свободной энергии Гельмгольца.
Знаменитые уравнения жидкости дали течь