Olga Ladyzhenskaya: 3 นวัตกรรมที่เป็นหนี้ต่อความสามารถของเธอ

นักปรัชญาชาวพีธากอรัสสร้างวลี“ ตัวเลขครองจักรวาล” และต่อมาอีกนับพันปีต่อมา Olga Ladyzhenskaya เป็นตัวอย่างอันชาญฉลาดของภูมิปัญญานั้น แม้จะถูกขึ้นบัญชีดำจาก Leningrad State University แต่นักคณิตศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ท้าทายก็ยังมีอาชีพทางวิชาการที่น่าทึ่งซึ่งสามารถเห็นผลกระทบในทุกสิ่งตั้งแต่วิดีโอเกมไปจนถึงการพยากรณ์อากาศ Google ระลึกในวันพฤหัสบดีสิ่งที่จะเป็นวันเกิดปีที่ 97 ของ Ladyzhenskaya ด้วย Doodle หน้าแรก

Ladyzhenskaya เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับงานของเธอในเรื่องพลศาสตร์ของไหลซึ่งเป็นสาขาการศึกษาที่ใช้เวลาส่วนใหญ่ของเธอในปี 1961 โดยเฉพาะโดยใช้ชุดของสมการในศตวรรษที่ 19 ที่รู้จักกันในชื่อสมการเนเวียร์ - สโตค ก็สามารถที่จะกลั่นการเคลื่อนที่ของของเหลวหนืดลงไปถึงตัวแปร งานนี้ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของสารที่หนืดซึ่งคาดการณ์ได้ซึ่งเป็นความก้าวหน้าที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์วิศวกรและแม้แต่นักออกแบบวิดีโอเกมสามารถจำลองและสร้างการเคลื่อนที่ของของเหลวประเภทต่างๆ

“ ปัญหาที่ใกล้เคียงที่สุดกับหัวใจของเธอ…มักจะเป็นสมการของอุทกพลศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสมการเนเวียร์ - สโตคส์ซึ่งเธอได้มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งและยาวนาน” Michael Struwe นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันกล่าว

การเคลื่อนที่ของของเหลวอาจไม่เหมือนการค้นพบที่ใช้งานได้จริง แต่ความก้าวหน้าของ Ladyzhenskaya ในการพัฒนาสมการเนเวียร์สโตกส์นำไปสู่การประดิษฐ์สิ่งประดิษฐ์ที่ยังคงมีอยู่ในปัจจุบัน

3. การพยากรณ์อากาศ

ทุกครั้งที่คุณอย่าลืมหยิบร่มนั้นออกไปนอกบ้านคุณเป็นหนี้เล็ก ๆ ของ Ladyzhenskayaคุณรู้หรือไม่ว่าส่วนของสภาพอากาศที่พวกเขาวิ่งไปตามข่าวนั้นแสดงให้เห็นถึงส่วนของเมฆโดยใช้ก้อนสีเขียวสีเหลืองและสีแดงที่ลอยอยู่เหนือโลก? กราฟิกสภาพอากาศที่แพร่หลายที่เห็นในทีวีหรือออนไลน์ล้วน แต่ขับเคลื่อนด้วยชุดสมการพลศาสตร์ของไหลซึ่งส่วนใหญ่พัฒนาโดย Ladyzhenskaya

นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และวิศวกรซอฟต์แวร์เขียนโค้ดสมการเหล่านี้เพื่อคายตัวเลขใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่องโดยอิงจากข้อมูลที่ส่งมาจากดาวเทียมบอลลูนอากาศและข้อมูลที่รวบรวมจากสถานีภาคอุตุนิยมวิทยา ในขณะที่เทคโนโลยีสมัยใหม่เช่นความเป็นจริงยิ่งทำให้เรามีวิธีการใหม่ในการมองเห็นรูปแบบของสภาพอากาศในอนาคต แต่ก็ยังต้องขอบคุณในส่วนของความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของของไหลที่แนวทางนวัตกรรมเหล่านี้เป็นไปได้

2. การสร้างแบบจำลองหัวใจและหลอดเลือด

นอกเหนือจากการช่วยให้เราเข้าใจโลกรอบตัวเราได้ดีขึ้นสมการเนเวียร์สโตคส์ยังอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจของเหลวที่เป็นอันตรายภายในมนุษย์ทุกคน: เลือด

ความสามารถในการจำลองแบบว่าเลือดไหลเวียนผ่านหลอดเลือดหัวใจและรอยแยกจำนวนมากของร่างกายของเราเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการช่วยให้เราเข้าใจโรคหัวใจและหลอดเลือดดีขึ้นซึ่งเป็นสาเหตุการเสียชีวิตในสหรัฐอเมริกาในปี 2560 ตามศูนย์ควบคุมโรค.

มีงานวิจัยหลายฉบับที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในปี 2560 ซึ่งเสนอโดยใช้สมการ Navier-Stokes เพื่อสร้างการไหลเวียนของเลือดในร่างกายมนุษย์ ประมาณ 16 ปีหลังจาก Ladyzhenskaya เสียชีวิตงานของเธอยังคงถูกใช้เป็นรากฐานสำหรับวิทยาศาสตร์ที่ล้ำสมัย

1. ของเหลวในวิดีโอเกม

นักคณิตศาสตร์ตอนปลายยังมีอิทธิพลเหนือโลกเสมือนจริงด้วยซ้ำ น้ำในวิดีโอเกมหรือภาพเคลื่อนไหวที่แสดงผล 3 มิติสามารถสร้างขึ้นใหม่ได้โดยใช้สมการเนเวียร์ - สโตคส์พร้อมกับการปรับแต่งเล็กน้อย

เทคนิคดังกล่าวได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัย Central Florida ในปี 1996 และสร้างขึ้นใหม่โดยนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยโตรอนโต การศึกษาทั้งสองอธิบายวิธีแก้สมการเนเวียร์ - สโตกสองมิติจากนั้นทำการแมปสิ่งที่ค้นพบใหม่เพื่อแปลเป็น 3D สิ่งนี้ได้รับอนุญาตสำหรับมหาสมุทรและทะเลสาบดิจิทัลที่ดูมีพลวัตโดยไม่ต้องใช้พลังการคำนวณมากนัก

“ วิธีการดังกล่าวประสบความสำเร็จในการสร้างภาพเคลื่อนไหวของของเหลวแบบเรียลไทม์ที่สมจริงโดยการแก้ไขกฎหมายควบคุมของเหลว แต่หลีกเลี่ยงการคำนวณพลศาสตร์ของของเหลวแบบ 3 มิติ” ทีม UCF เขียน

อิทธิพลของ Ladyzhenskaya ได้เคลื่อนย้ายผ่านโลกทางกายภาพ