Roer een vat met een vloeistof of gas en je krijgt complexe wervelingen van beweging. Vloeistofdynamica, de studie van de beweging van vloeistoffen en gassen, helpt vliegtuigen in de lucht te blijven, beschrijft de manier waarop bloed door het menselijk lichaam stroomt, en factoren in weersvoorspellingen. Alles wat in wervelingen stroomt en beweegt, volgt de principes van vloeistofdynamica.

Een groep Stanford-onderzoekers heeft een betoverende manier bedacht om dit soort turbulente beweging in een gesimuleerde luchtkubus te illustreren. De resulterende beelden zijn een momentopname van de gegevens van het ene moment in een ongelooflijk complexe simulatie.

Het team dat aan de simulaties werkte – promovendi Maxime Bassenne en H. Jane Bae en postdoctoraal fellow Adrián Lozano-Durán – won de Milton van Dyke-prijs op de American Physical Society Division of Fluid Dynamics-conferentie. Ze presenteerden hun poster in de Gallery of Fluid Motion, die visuele media benadrukt die niet alleen de wetenschap visueel demonstreren, maar ook de schoonheid van bewegende materialen.

In de vurige zwart-oranje afbeeldingen van het team, de zwarte ruimte staat voor luchtbeweging en de kleur is de stille ruimte tussen elke werveling. De gepaarde blauwe en groene afbeeldingen zijn dezelfde simulatie, maar het benadrukken van de lichamen van bewegende lucht.

De teamleden, die allemaal werken in Stanford's Center for Turbulence Research onder leiding van Parviz Moin, hoogleraar werktuigbouwkunde, genoemde computersimulaties zijn de enige manier om gedetailleerde gegevens te genereren, zoals hun grootste simulatie, een kubus van door de computer gegenereerde "lucht" met een volume van ongeveer 100 kubieke meter.

"Naast de moeilijkheid om het experiment op te zetten en de vloeistof niet te verstoren met de sondes, je zou ongeveer een biljoen sondes nodig hebben om het soort informatie te detecteren dat deze simulatie geeft, ' zei Bassenne.

"Pas nu zijn computers groot genoeg om al deze informatie te verwerken, " zei Lozano-Durán. Het bestand dat ze gebruikten om de grootste visualisaties te maken, was bijna één petabyte aan gegevens, waarvan een deel werd geleverd door onderzoekers van het Aichi Institute of Technology, Okoyama Universiteit en de Technische Universiteit van Madrid.

Bassenne zei dat hij werd geïnspireerd door het Aguasonic Acoustics-project van Mark Fischer, waarin de fotograaf geluidsopnamen van dieren zoals walvissen en vogels transformeerde in soortgelijke radiale wavelet-plots.