La turbolenza influenza le nostre vite in modo più profondo rispetto all’occasionale sobbalzo durante un viaggio in aereo. Rappresenta il comportamento caotico del movimento dei fluidi e dei gas presente in varie situazioni quotidiane. Che si tratti di correnti d’aria nelle aree urbane, di correnti d’acqua nei mari e nei fiumi, o persino all’interno dei motori dei veicoli e intorno ai trasporti come auto e aerei, il flusso turbolento è una presenza costante.
È importante notare che la turbolenza è un contributore significativo all’inefficienza energetica in diversi mezzi di trasporto, rappresentando fino al 15% delle emissioni globali di CO2 ogni anno.
I ricercatori hanno sviluppato un metodo innovativo per analizzare la turbolenza attraverso un approccio rivoluzionario che si distingue da un secolo di metodi scientifici. Uno sforzo concertato di scienziati della Polytechnic University of Valencia, dell’Università di Edimburgo, dell’Università di Melbourne, guidati da Ricardo Vinuesa del KTH Royal Institute of Technology in Svezia, ha partorito una tecnica innovativa che ha ottenuto riconoscimenti su Nature Communications.
Il ruolo dell’Intelligenza Artificiale (AI) è cruciale per far progredire la nostra comprensione della meccanica dei fluidi. Sergio Hoyas, professore di ingegneria aerospaziale presso la UPV e ricercatore presso l’IUMPA, sottolinea la complessità nel risolvere le equazioni della meccanica dei fluidi esistenti da 180 anni. Con l’AI, il team può affrontare la turbolenza in modi precedentemente non accessibili.
Utilizzando un database su scala terabyte, i ricercatori internazionali hanno addestrato una rete neurale per prevedere con precisione i movimenti del flusso turbolento. Attraverso questa rete, sono riusciti a tracciare lo sviluppo dei flussi turbolenti isolando ed esaminando individualmente piccole strutture, utilizzando l’algoritmo SHAP per valutarne l’impatto.
I ricercatori confermano le capacità della rete neurale senza richiedere conoscenze di fisica precedenti. Andrés Cremades, ricercatore post-dottorato al KTH e autore principale dello studio, sottolinea che la loro metodologia non solo riflette l’esperienza accumulata negli ultimi quattro decenni, ma ne amplia anche la portata.
La validazione sperimentale dei dati dell’Università di Melbourne sottolinea l’efficacia del metodo sui flussi realistici, segnalando una nuova straordinaria via per comprendere le sfumature della turbolenza.
È fondamentale comprendere la turbolenza non solo per migliorare la sicurezza e il comfort nell’aviazione, ma anche perché svolge un ruolo significativo in molti processi industriali, nelle scienze ambientali e persino nello studio della dinamica dei fluidi cosmici. Con una migliore comprensione della turbolenza, scienziati e ingegneri possono progettare sistemi di trasporto più efficienti, ridurre il consumo di carburante e mitigare l’impatto ambientale di numerose industrie.
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