Ольга Ладыженская: 3 новшества, которые обязаны ее великолепию

Греческий философ Пифагор придумал фразу «числа управляют вселенной», и спустя тысячи лет Ольга Ладыженская является ярким примером этой мудрости. Несмотря на то, что Ленинградский государственный университет попал в черный список, вызывающий русский математик продолжил потрясающую академическую карьеру, влияние которой можно увидеть во всем - от видеоигр до прогнозирования погоды. Google отметил в четверг, что был бы 97-й день рождения Ладыженской с Doodle на первой полосе.

Ладыженская наиболее известна своими работами по гидродинамике, область исследований, которая занимала большую часть ее времени, начиная с 1961 года. В частности, благодаря использованию системы уравнений 19-го века, известной как уравнения Навье-Стокса, опубликованная работа Ладыженской был в состоянии отогнать движение вязких жидкостей до нескольких переменных. Эта работа сделала предсказуемым движение клейких веществ, что позволило ученым, инженерам и даже дизайнерам видеоигр моделировать и воссоздавать движение различных типов жидкостей.

«Самые близкие ей проблемы … всегда были уравнениями гидродинамики, в частности, уравнениями Навье-Стокса, в которые она внесла глубокий и длительный вклад», - написал немецкий математик Михаэль Струве, рассказывая о своих достижениях.

Движение жидкостей может показаться не очень практичным открытием, но прорывы Ладыженской в ​​разработке уравнений Навье-Стокса привели к ряду изобретений, которые до сих пор считаются само собой разумеющимися.

3. Прогноз погоды

Каждый раз, когда вы не забудете взять этот зонт на пути к двери, вы будете в долгу перед Ладыженской.Вы знаете те погодные сегменты, которые они публикуют в новостях, которые изображают облачные покровы с использованием циркулирующих масс зеленых, желтых и красных капель, которые парят над Землей? Повсеместная графика погоды, которую можно увидеть по телевизору или в Интернете, основана на использовании ряда уравнений гидродинамики, многие из которых были разработаны Ладыженской.

Компьютерные ученые и разработчики программного обеспечения кодируют эти уравнения, чтобы постоянно выплевывать новые числа, основываясь на данных, передаваемых им спутниками, метеозондами и данными, полученными с метеорологических наземных станций. Хотя современные технологии, такие как дополненная реальность, дали нам все новые способы визуализации будущих погодных условий, отчасти благодаря нашему пониманию динамики жидкости эти инновационные подходы даже возможны.

2. Сердечно-сосудистое моделирование

Помимо того, что они помогают нам лучше понять окружающий мир, уравнения Навье-Стокса позволили ученым лучше понять порочную жидкость внутри каждого человека: кровь.

Способность моделировать, как кровь течет через наши артерии, сердце и многие щели нашего тела, имеет важное значение для того, чтобы помочь нам лучше понять сердечно-сосудистые заболевания, которые были основной причиной смерти в Соединенных Штатах в 2017 году, согласно Центрам по контролю заболеваний.,

Было опубликовано несколько научных работ, некоторые из которых были опубликованы совсем недавно, в 2017 году, в которых предлагается использовать уравнения Навье-Стокса для воссоздания кровотока в организме человека. Примерно через 16 лет после смерти Ладыженской ее работа до сих пор используется в качестве основы для современной науки.

1. Жидкости в видеоиграх

Покойный математик даже имел влияние на виртуальные миры. Вода в определенных видеоиграх или 3D-анимации может быть воссоздана с использованием уравнений Навье-Стокса с некоторыми незначительными изменениями.

Эта методика была впервые запатентована учеными-программистами в Университете Центральной Флориды в 1996 году, а затем воссоздана исследователями из Университета Торонто. Оба исследования объяснили, как решить двумерные уравнения Навье-Стокса, а затем переназначить их результаты, чтобы перевести их в 3D. Это позволяло создавать динамически выглядящие цифровые океаны и озера без большой вычислительной мощности.

«Метод обеспечивает реалистичную анимацию жидкости в реальном времени, решая физические законы жидкости, но избегая обширных трехмерных вычислений динамики жидкости», - пишет команда UCF.

Влияние Ладыженской даже перешло физический мир.