Geometrická multiškálová termodynamika komplexních tekutin
Cíle projektu
Nevratnost je v dynamice makroskοpických fyzikálních systémů všudypřítomná. Na druhou stranu můžeme uvažovat, že se tyto systémy skládají z obrovského počtu částic, jejichž dynamika je vratná a hamiltonovská. Jak ovšem tedy vzniká nevratnost makroskopických systémů z čistě vratné dynamiky částic? A jak obecně redukovat složité dynamické systémy na méně detailní? Naším cílem je vytvořit obecnou geometrickou metodu redukce aplikovatelnou v mechanice a termodynamice kontinua. Tato metoda bude: (i) optimálně aproximovat, minimalizujíc nesoulad (lack-of-fit) mezi řešeními redukované a detailní dynamiky (ii) zachovávat geometrickou strukturu detailní dynamiky (iii) bez fitovacích parametrů (iv) získávat nevratnou dynamiku, a to i při redukování čistě vratné dynamiky (vznik druhého zákona termodynamiky). Metoda pak bude aplikována na proudění supratekutého helia-4, které zredukuje na numericky jednodušší systém, a ukáže, kdy se helium-4 chová jako newtonovská kapalina. Nakonec metoda vylepší rozpoznávání fyzikálních modelů pomocí hlubokého učení.
Klíčová slova
non-equilibrium thermodynamicscontinuum mechanicssuperfluidsmachine learning
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202300001
Hlavní účastníci
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
23-05736S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Geometric multiscale thermodynamics of complex fluids
Anotace anglicky
Irreversibility is ubiquitous in dynamics of macroscopic physical systems. On the other hand, such systems can be considered as composed of a large number of particles, dynamics of which is purely reversible and Hamiltonian. How does the irreversibility emerge out of the reversible dynamics of the particles? Generally, how to reduce complex dynamical systems to less detailed descriptions? Our objective is to create a versatile geometric reduction method applicable in continuum mechanics and thermodynamics. The method will: (i) approximate optimally, minimizing the lack-of-fit between solutions of the reduced and detailed dynamics (ii) preserve the geometric structure of the detailed dynamics (iii) contain no fitting parameters (iv) lead to irreversible dynamics even when starting from purely reversible (emergence of the second law of thermodynamics). The method will be then applied in flows of superfluid helium-4, reducing them to a numerically simpler system and showing when helium-4 behaves as a Newtonian fluid. Finally, the method will enhance deep learning model recognition.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
20303 - Thermodynamics
OECD FORD - vedlejší obor
10102 - Applied mathematics
OECD FORD - další vedlejší obor
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)BD - Teorie informace
BJ - Termodynamika
BM - Fyzika pevných látek a magnetismus
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2023
Ukončení řešení
31. 12. 2025
Poslední stav řešení
K - Končící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
29. 2. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
9 198 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
9 198 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
9 198 tis. Kč
Statní podpora
9 198 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Thermodynamics
Doba řešení
01. 01. 2023 - 31. 12. 2025