Йельский университет присоединяется к новому центру, финансируемому Национальным научным фондом США и сосредоточенному на понимании и контроле турбулентности — проблемы, которая влияет на системы от океанов и атмосферы до термоядерных реакторов и космических аппаратов. Сотрудничество TEMPEST стоимостью 30 млн долларов, базирующееся в Университете штата Мичиган, объединит теорию, вычисления, искусственный интеллект и эксперименты для разработки прогностических моделей для важных прикладных задач.
Ключевые факты
- Национальный научный фонд США объявил о гранте в 30 млн долларов для TEMPEST 26 августа.
- TEMPEST расшифровывается как Transformative Explorations in Multi-Physics and Engineering of Scientific Turbulence.
- Центр будет базироваться в Университете штата Мичиган; в его работе участвуют исследователи Йеля Анна Гилберт и Раджит Манохар.
- Сотрудничество нацелено на создание прогностических моделей турбулентности в реальных условиях и вычислительного оборудования, необходимого для их работы.
Что это означает для университетов и исследователей
TEMPEST создаёт межвузовскую исследовательскую инициативу, связывающую физику, математику, инженерное дело и ИИ. Роль Йеля включает работу над ИИ и машинным обучением с учётом физики, решениями о сборе экспериментальных данных и вычислительными архитектурами, тогда как исследователи центра будут связывать теорию, эксперименты и вычисления вокруг задач о турбулентности.
Центр объединяет исследователей из Йельского университета, Университета штата Мичиган, Бейлорского университета, Обернского университета, Университета Рочестера, Университета штата Сан-Хосе и Техасского университета A&M в Корпус-Кристи. Лос-Аламосская национальная лаборатория, Sandia National Laboratories, Ливерморская национальная лаборатория, Pacific Fusion и General Atomics указаны как партнёры без финансирования.
Чем будет заниматься сотрудничество TEMPEST?
TEMPEST будет стремиться понимать и контролировать турбулентность в реальных условиях, где несколько физических эффектов могут взаимодействовать на разных масштабах. Его исследователи объединят теорию, вычисления, методы ИИ и эксперименты, чтобы создавать прогностические модели для приложений, в которых надёжный учёт турбулентности имеет важное значение.
Турбулентность давно остаётся нерешённой проблемой физики. В стандартных учебниковых случаях можно изолировать обычную жидкость, простую геометрию и один физический эффект, разделив крупные масштабы, содержащие энергию, и меньшие масштабы, на которых энергия рассеивается. В таких условиях турбулентность может демонстрировать универсальную статистику, а в симуляциях можно использовать общие правила для неразрешённых масштабов.
Многие практические и экстремальные ситуации не соответствуют этим упрощённым условиям. Магнитные поля, излучение, химия и эффекты на уровне частиц могут действовать совместно в таких явлениях, как турбулентность в термоядерном реакторе, обтекание возвращающегося в атмосферу космического аппарата и турбулентность в умирающей звезде. Работа центра предназначена для изучения этой более сложной картины.
Как Йель будет участвовать в работе центра?
Анна Гилберт, профессор статистики и науки о данных имени Джона К. Мэлоуна на факультете искусств и наук Йеля, возглавит направление, описываемое как связующее звено центра по ИИ и машинному обучению. Её группа будет работать с математиками, чтобы переводить доказуемые свойства физических систем в ограничения для моделей, а также использовать данные для выявления результатов, которые могут потребовать дальнейшего доказательства.
Группа Гилберт также будет работать с экспериментаторами над тем, какие данные собирать и в каком объёме проводить измерения, чтобы они были содержательными. В разных приложениях работа будет включать анализ, бенчмаркинг, валидацию и верификацию вычислительных методов и математических приближений, а также их интеграцию с эмпирическими результатами.
Раджит Манохар, профессор электротехники, вычислительной техники и компьютерных наук имени Джона К. Мэлоуна в Йельской инженерной школе, сосредоточится на машинах, способных запускать модели. Его группа изучит вычислительные архитектуры, включая бесклоковые чипы, разрабатываемые совместно с соответствующими алгоритмами, чтобы использовать лишь часть мощности, требуемой современному оборудованию.
Почему важно улучшать моделирование турбулентности?
Учёные считают, что более глубокое понимание турбулентности может помочь в решении задач в науке и инженерии. Турбулентность влияет на перенос энергии, распространение загрязнителей и тепла через океаны и атмосферу, движение жидкости на предприятиях химической переработки и поведение плазмы в экстремальных средах.
Заявленная цель состоит не только в разработке моделей, но и в создании моделей и оборудования, которым можно доверять, поскольку они опираются на релевантную физику. Этот акцент связывает математическую, экспериментальную, ИИ- и аппаратную работу центра.
Часто задаваемые вопросы
Что представляет собой сотрудничество TEMPEST?
TEMPEST, сокращение от Transformative Explorations in Multi-Physics and Engineering of Scientific Turbulence, — финансируемый NSF научно-технологический центр, базирующийся в Университете штата Мичиган. Он объединит исследователей в области физики, математики, инженерного дела и ИИ для понимания и контроля турбулентности.
Какое финансирование получил TEMPEST?
Национальный научный фонд США объявил о гранте в 30 млн долларов для TEMPEST 26 августа. Финансирование поддерживает работу центра над прогностическими моделями турбулентности в реальных условиях и связанными с ними вычислительными подходами.
