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数学证明揭示了台风动力学的新见解

开心的月饼 2023-09-07 09:08:07 教育知识

作为数学科学领域的一项重大突破,UNIST数学科学系的KyudongChoi教授提供了无可辩驳的证据,证明某些球形涡旋以稳定状态存在。这一发现对于预测天气异常和推进天气预报技术具有重要意义。该研究发表在《纯粹与应用数学通讯》杂志上。

数学证明揭示了台风动力学的新见解

涡流是流体(例如空气或水)的旋转区域,其特征是剧烈旋转。常见的例子包括新闻报道中经常观察到的台风和龙卷风。Choi教授的数学证明确立了现实世界流体流动中可能遇到的特定类型涡流结构的稳定性。

这项研究以LeonhardEuler于1757年制定的描述涡流流动的基本欧拉方程为基础。1894年,英国数学家M.希尔用数学方法证明,球形涡旋在沿其轴线移动时可以无限期地保持其形状。

Choi教授的研究证实,希尔的球形涡流通过应用变分法在一定条件下使动能最大化。通过结合数学分析中的泛函分析和偏微分方程理论,本研究将先前对二维流体流动的研究扩展到具有轴对称条件的三维流体动力学。

希尔发现的一个显着特征是球形涡旋前部存在强烈的向上气流——这一特征经常在台风和龙卷风等现象中观察到。崔教授的发现可以作为进一步研究的起点,包括与这些上升气流相关的剩余时间相关的测量。

“涡稳定性研究已引起国际关注,”崔教授说。“它对当今天气预报技术的进步具有长期潜力。”


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