Dirk Müller alarmiert eindringlich - Höchste Vorsicht, es ist soweit !!!
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Der griechische Philosoph Pythagoras prägte den Satz: „Zahlen regieren das Universum“, und Tausende Jahre später ist Olga Ladyzhenskaya ein leuchtendes Beispiel für diese Weisheit. Trotz seiner schwarzen Liste von der Leningrader Staatlichen Universität setzte der trotzige russische Mathematiker eine beeindruckende akademische Karriere fort, deren Auswirkungen sich in allen Bereichen von Videospielen bis hin zu Wettervorhersagen zeigen. Am Donnerstag hat Google an den 97. Geburtstag von Ladyzhenskaya mit einem Doodle auf der Startseite gedacht.
Ladyzhenskaya ist vor allem für ihre Arbeiten zur Strömungsmechanik bekannt, ein Untersuchungsgebiet, das seit 1961 den Großteil ihrer Zeit in Anspruch nahm. Insbesondere durch die Verwendung einer Reihe von Gleichungen aus dem 19. Jahrhundert, die als Navier-Stokes-Gleichungen bekannt sind, veröffentlichte Ladyzhenskaya ihre Arbeiten konnte die Bewegung von viskosen Flüssigkeiten auf eine Handvoll Variablen reduzieren. Diese Arbeit machte die Bewegung von klebrigen Substanzen vorhersehbar, ein Durchbruch, der es Wissenschaftlern, Ingenieuren und sogar Videospieldesignern ermöglichte, die Bewegung verschiedener Arten von Flüssigkeiten zu modellieren und neu zu erstellen.
"Die Probleme, die ihrem Herzen am nächsten kamen, waren immer die Gleichungen der Hydrodynamik, insbesondere die Navier-Stokes-Gleichungen, zu denen sie tiefe und dauerhafte Beiträge geleistet hat", schrieb der deutsche Mathematiker Michael Struwe in einem Bericht über ihre Leistungen.
Die Bewegung von Flüssigkeiten mag keine geradezu praktische Entdeckung sein, doch der Durchbruch von Ladyzhenskaya bei der Entwicklung von Navier-Stokes-Gleichungen führte zu einer Reihe von Erfindungen, die bis heute als selbstverständlich gelten.
3. Wettervorhersage
Jedes Mal, wenn Sie daran denken, den Regenschirm auf dem Weg zur Tür zu packen, schulden Sie Ladyzenskayas Schuld.Wissen Sie, welche Wettersegmente sie in den Nachrichten verfolgen, in denen Wolkenmuster mit wirbelnden Massen aus grünen, gelben und roten Flecken dargestellt werden, die über der Erde schweben? Die allgegenwärtigen Wettergrafiken, die im Fernsehen oder im Internet zu sehen sind, werden alle mit einer Reihe von Strömungsdynamikgleichungen betrieben, von denen viele von Ladyzhenskaya vorangetrieben wurden.
Informatiker und Software-Ingenieure kodieren diese Gleichungen, um ständig neue Zahlen auszuspucken, basierend auf Daten, die ihnen von Satelliten, Wetterballons und von meteorologischen Bodenstationen gesammelten Daten zugeführt werden. Während moderne Technologien wie Augmented Reality uns alle neuen Wege zur Visualisierung zukünftiger Wettermuster eröffnet haben, ist es zum Teil auch unserem Verständnis der Fluiddynamik zu verdanken, dass diese innovativen Ansätze überhaupt möglich sind.
2. Kardiovaskuläre Modellierung
Die Navier-Stokes-Gleichungen helfen uns nicht nur, die Welt um uns herum besser zu verstehen, sondern sie haben es auch den Wissenschaftlern ermöglicht, eine bösartige Flüssigkeit in jedem Menschen besser zu verstehen: Blut.
Die Möglichkeit zu modellieren, wie Blut durch unsere Arterien, das Herz und die vielen Spalten unseres Körpers fließt, ist für das Verständnis der kardiovaskulären Erkrankungen, die laut den Centers for Disease Control (2017) in den Vereinigten Staaten die häufigste Todesursache waren, unerlässlich.
Es gibt mehrere Forschungsarbeiten, von denen einige erst im Jahr 2017 veröffentlicht wurden und die die Verwendung von Navier-Stokes-Gleichungen vorschlagen, um den Blutfluss im menschlichen Körper wiederherzustellen. Ungefähr 16 Jahre nach Ladyzhenskayas Tod wird ihre Arbeit immer noch als Grundlage für Spitzenforschung genutzt.
1. Flüssigkeiten in Videospielen
Der späte Mathematiker hatte sogar Einfluss auf virtuelle Welten. Das Wasser in bestimmten Videospielen oder 3D-gerenderten Animationen kann mithilfe von Navier-Stokes-Gleichungen mit einigen geringfügigen Änderungen wiederhergestellt werden.
Die Technik wurde erstmals 1996 von Informatikern an der University of Central Florida patentiert und später von Forschern an der University of Toronto neu erstellt. In beiden Studien wurde erläutert, wie die zweidimensionalen Navier-Stokes-Gleichungen gelöst und ihre Ergebnisse anschließend neu kartiert werden, um sie in 3D zu übersetzen. Dies ermöglichte dynamisch aussehende digitale Ozeane und Seen ohne viel Rechenleistung.
"Die Methode erreicht eine realistische Echtzeit-Animation von Flüssigkeiten, indem die physikalischen Gesetze der Flüssigkeiten gelöst werden und die umfangreiche Berechnung der 3D-Strömungsdynamik vermieden wird", schreibt das UCF-Team.
Der Einfluss von Ladyzhenskaya hat sich sogar an der physischen Welt vorbei bewegt.
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