Суперкомпьютер использовали для моделирования ветров, вызывающих турбулентность ясного неба

Исследовательская группа из Университета Нагои с помощью самого быстрого суперкомпьютера Японии точно смоделировала турбулентность ясного неба (CAT), возникающую в безоблачные дни в районе Токио. Затем они сравнили свои результаты с данными полетов, чтобы создать более точную прогностическую модель. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

CAT представляет высокий риск для безопасности авиации. Внезапная турбулентность в спокойный день может привести к травмам пассажиров и членов экипажа, повреждению самолётов и сбоям в операциях полётов. CAT особенно сложно обнаружить и спрогнозировать, поскольку у неё нет видимых индикаторов, таких как облака или штормы.

Для детального моделирования процесса генерации турбулентности с помощью высокоразрешающей симуляции больших вихрей (LES) группа использовала суперкомпьютер экзафлопсного уровня Fugaku, второй по скорости в мире. Учёные выполнили сверхвысокоразрешающее моделирование CAT над токийским аэропортом Ханэда зимой, вызванной областью низкого давления и близлежащим горным хребтом. Они установили, что возмущение скорости ветра было вызвано коллапсом волны неустойчивости Кельвина-Гельмгольца на границе раздела двух слоёв воздуха с разными скоростями, что создало множество мелких вихрей.

«Вокруг Токио доступно много наблюдательных данных для проверки наших результатов, включая отчёты о турбулентности и данных о тряске самолётов», — сказал доктор Ёсимура. «Результаты этого исследования должны привести к более глубокому пониманию принципа и механизма генерации турбулентности. Поскольку было показано, что значительная турбулентность возникает в ограниченной 3D-области, маршрутизация без полётов в этой области возможна, если заранее известно о наличии активной турбулентности. LES может обеспечить более точные прогнозы турбулентности и её предсказание в реальном времени».