Физики НИУ ВШЭ выяснили, что происходит внутри устойчивого вихря
В атмосфере и в океане часто наблюдаются крупные вихри с характерными спиральными рукавами. Физики из НИУ ВШЭ объяснили, как они формируются и почему сохраняют свою структуру. Оказалось, что скорости в точках, расположенных вдоль одной дуги вихря, остаются связанными даже на больших расстояниях. При этом в направлении от центра вихря эта связь быстро ослабевает. Такие различия помогают объяснить образование рукавов и могут улучшить модели атмосферных и океанических течений. Результаты опубликованы в Physical Review Fluids.
Турбулентное течение — это движение жидкости или газа, для которого характерны завихрения, интенсивное перемешивание и резкие изменения скорости. Проследить движение каждой частицы в таком потоке невозможно, поэтому исследователи описывают его через усредненные характеристики. Например, с помощью парной корреляционной функции можно понять, как связаны скорости жидкости в двух точках потока.
Для развитой турбулентности, когда все направления равнозначны и вращение отсутствует, такие корреляционные связи уже довольно хорошо изучены. В трехмерном потоке возникающие завихрения распадаются на более мелкие, и на далеких расстояниях скорости практически «не знают» друг о друге. В двумерном потоке вихри стремятся собраться в более крупные, и связи между скоростями убывают с расстоянием гораздо медленнее.
В быстро вращающейся трехмерной жидкости структура такого потока меняется: среднее течение — крупный вихрь — становится более плоским, а мелкие пульсации внутри него сохраняют сложный трехмерный характер. Именно их взаимодействие и определяет статистические свойства течения внутри вихря.
В новой работе профессор Сергей Вергелес и доцент Леон Огородников, сотрудники ИТФ им. Л.Д. Ландау и Международной лаборатории физики конденсированного состояния НИУ ВШЭ, рассмотрели быстро вращающуюся трехмерную жидкость, в которой формируется устойчивый когерентный вихрь — огромный закрученный поток, который может возникать в океане и атмосфере. В атмосфере такие вихревые структуры хорошо видны в циклонах и антициклонах: облака в них собираются в спиралевидные рукава, образуя плотные протяженные области. Авторы исследовали, как ведут себя корреляции (связи) скоростей внутри такого вихря как в одной точке, так и на расстоянии друг от друга. Они рассматривали три компоненты скорости: радиальную (движение от оси вихря или к ней), азимутальную (движение по кругу вокруг оси вихря) и вертикальную (движение вдоль оси вихря).
Выяснилось, что связь между скоростями сохраняется на далеких расстояниях и медленно ослабевает с увеличением дистанции, но по-разному в разных направлениях: медленнее всего (логарифмически) — по окружности вихря, чуть быстрее — вдоль его оси и еще быстрее (степенным образом) — по радиусу. Этот эффект обусловлен пространственной неоднородностью вращения среды, в которой элементы жидкости, находящиеся на разных расстояниях от оси вращения, движутся с разными угловыми скоростями, то есть совершают полный оборот за разное время. Такое медленное ослабление связей поля скорости в азимутальном направлении по сравнению с радиальным наглядно проявляется в виде спиралевидных рукавов, вытянутых в направлении вращения жидкости и сжатых в поперечном направлении. Подобные спиралевидные рукава возникают и в галактиках. Несмотря на то что в этих системах другая физика, именно неоднородное (дифференциальное) вращение приводит к формированию рукавов той же формы.
Авторы также выяснили, что связи между одинаковыми компонентами скорости почти не зависят от того, как именно в систему подается энергия, тогда как связи между разными компонентами к этому чувствительны.
Леон Огородников
«Дальние связи между одинаковыми компонентами скорости почти не зависят от статистических свойств силы, поставляющей энергию в систему, а вот корреляции между азимутальной и радиальной компонентами скорости устроены иначе: они слабее, быстрее убывают с расстоянием, а также зависят от статистики накачки», — комментирует один из авторов исследования, младший научный сотрудник Международной лаборатории физики конденсированного состояния НИУ ВШЭ и ИТФ им. Л.Д. Ландау Леон Огородников.
Полученные результаты помогают лучше понять внутреннее устройство крупных когерентных вихрей, которые возникают в океанических и атмосферных течениях на Земле и на других планетах.
Вам также может быть интересно:
НИУ ВШЭ инициировал разработку этического стандарта для антропоморфных роботов
Развитие антропоморфной робототехники требует не только технологических, но и этических решений. В июле на площадке Института робототехнических систем НИУ ВШЭ прошла форсайт-сессия, посвященная разработке Этического стандарта для антропоморфных робототехнических комплексов. Представители бизнеса, органов государственной власти, научных организаций и университетов обсудили ключевые этические и правовые вопросы, связанные с развитием антропоморфных робототехнических комплексов. Главным итогом встречи стала подготовка проекта Этического стандарта.
НИУ ВШЭ первым среди университетов начал фиксировать интеллектуальные права на научные результаты в блокчейне
Высшая школа экономики подключила свой Репозиторий научно-технической информации к доверенной блокчейн-сети РЦИС.РФ как самостоятельный узел. Теперь каждый исследовательский результат, размещенный в цифровом хранилище НИУ ВШЭ, может получить признаваемую госорганами запись в распределенном реестре, подтверждающую авторство и принадлежность исключительных прав.
ФКН ВШЭ и ЧГУ реализовали три отраслевых образовательных модуля по искусственному интеллекту
В 2025/26 учебном году факультет компьютерных наук (ФКН) ВШЭ совместно с Череповецким государственным университетом реализовал три отраслевых образовательных модуля по искусственному интеллекту. Инициатива была представлена в рамках проекта «Топ-ИИ» Минцифры России при участии АНО «Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации». Эксперты НИУ ВШЭ совместно с индустриальными партнерами разработали линейку отраслевых образовательных модулей в области искусственного интеллекта.
«Нам бы хотелось, чтоб наши корпуса использовались больше»
Созданные в Международной лаборатории языковой конвергенции и Школе лингвистики НИУ ВШЭ корпуса абхазо-адыгских языков, на которых говорят народы Западного Кавказа, позволяют изучить их особенности, показывают возможности современного использования. Создание корпусов стало возможным благодаря серии экспедиций ученых и студентов Вышки на Кавказ, современным методам лингвистической обработки и взаимодействию с коллегами из региональных университетов. О работе лингвистов новостной службе «Вышка.Главное» рассказал ведущий научный сотрудник Международной лаборатории языковой конвергенции, доцент Школы лингвистики Юрий Ландер.
В НИУ ВШЭ появится суперкомпьютер для работы с ИИ
Высшая школа экономики готовит к запуску второй суперкомпьютер. Новый кластер будет ориентирован прежде всего на задачи ИИ и дополнит уже действующий суперкомпьютер cHARISMa. Его запуск планируется на конец 2026 года.
«Наука всемирна, она не знает границ»
Разработанные ординарным профессором, директором Международного центра анализа и выбора решений НИУ ВШЭ Фуадом Алескеровым и его коллегами методы сетевого анализа в библиометрии позволили определить особенности появления, взаимного влияния и цитирования публикаций в научных журналах. Частое цитирование разными изданиями одного или нескольких исследований означает высокое качество работы, а перекрестные ссылки внутри ограниченного круга журналов повышают вероятность формирования сети хищнических изданий.
В НИУ ВШЭ создан Фонд науки и технологий
Фонд науки и технологий НИУ ВШЭ (ФНТ) будет финансировать перспективные научные инициативы, имеющие прикладную направленность и содействующие достижению технологического лидерства России. На поддержку могут рассчитывать проектные команды из всех кампусов университета. Заявку в ФНТ можно подать в любой момент. Рассматривать заявки будет созданный Совет по науке и технологиям НИУ ВШЭ.
Нейросеть НИУ ВШЭ iFORA.LLM включена в Реестр российского программного обеспечения
Адаптированная большая языковая модель для сферы науки, технологий и инноваций (далее — iFORA.LLM, модель), разработанная экспертами Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ, включена в Реестр российского ПО. Модель создана для эффективного анализа массивов научно-технической информации — от поиска релевантных публикаций до оценки технологических трендов и формирования аналитических отчетов.
Ученые НИУ ВШЭ доказали, что машинное обучение может тратить меньше ресурсов
Международная группа исследователей, в которой участвовали математики из Института искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ, теоретически обосновала простой и вычислительно легкий метод оценки неопределенности для стохастического градиентного спуска (SGD). Работа опубликована на сервере научных препринтов arXiv.org и была представлена на AISTATS 2026.
Новый метод НИУ ВШЭ и Т-Технологий повышает качество работы ИИ
Ученые из лаборатории научных исследований «Т-Технологий» и Института искусственного интеллекта и цифровых наук факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ разработали новый метод семплирования для моделей маскированной диффузии — G-Star+. Он помогает быстрее и качественнее исправлять ошибки во время генерации текста и кода за небольшое число шагов. Метод показал эффективность в задачах генерации текста и кода и может применяться там, где генеративным моделям нужно быстро и качественно создавать текст или код при ограниченных вычислительных ресурсах.