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Luisa AchaerandioIgnacio CrespoJuan Carlos GilJosé EdelsteinFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetecuación de navier stokes y compresibilidadfunción complicada reemplaza ecuación continuidadnavier stock con condición cambianteNavier StokesGastón GiribetLeonard EulerNavierStockesFrancis VillatoroHéctorNavier-StockFefermanDiego CórdobaInteligencia ArtificialOpenAIAnthropicChatGPTFeffermanAverstockPremio del MilenioRegla de la cadenaPlasmaCampo magnéticoMagnetohidrodinámicaEcuación de Navier-Stokes
Navier Stock con condición cambiante
Con
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Gastón Giribet aborda la complejidad adicional que introduce la compresibilidad en los fluidos y cómo esto afecta a la ecuación de Navier-Stokes.
…ahí está relacionada con el flujo de materia a través de esa superficie. Por supuesto, no es lo mismo describir agua, que es un buen fluido, es una buena aproximación de decir que es incompresible, que describir el comportamiento de una espuma o la atmósfera. Se complejiza mucho más el problema cuando uno piensa en compresibilidad del fluido, muchísimo más. Por supuesto, igual está la ecuación de Navier-Stokes y hay que agregarle términos, o mejor dicho, funciones muy complicadas que reemplazan la ecuación de continuidad. Mi pregunta es terminológica: si eso se sigue llamando Navier-Stokes. Sí, se sigue llamando Navier Stock; una de ellas se sigue llamando Navier Stock, lo único que la otra condición cambia. Por supuesto, esto es muy complejo; es una ecuación muy compleja. No importa los detalles que dije antes, lo dije por completitud, por si alguien está siguiendo las ecuaciones, pero hay derivadas primeras de la velocidad, derivadas segundas de la velocidad en…
Significado #1 · Palabras #1
Gastón Giribet explica qué es la ecuación de Navier-Stokes y su relevancia para describir el comportamiento de los fluidos.
Habla: Gastón GiribetPalabras #7ecuación navier stokes fluidosdinámica de los fluidos gases líquidosviscosidad en fluidos gases…Einstein, pero una cosa es escribir unas ecuaciones. Las ecuaciones dicen mucho sobre la física, pero sus soluciones se aplican a problemas particulares y a veces es muy difícil resolver esas soluciones, o incluso saber si es posible resolver esas soluciones. La ecuación de Navier-Stokes es una ecuación que gobierna la dinámica de los fluidos. ¿Qué quiere decir esto? De todo fluido; absolutamente todo fluido. Fluido de gases, líquidos. Por supuesto, uno puede pensar en diferentes condiciones. Hay fluidos que tienen, por ejemplo, viscosidad y otros que no tienen viscosidad, o tienen mucha viscosidad o tienen poca viscosidad. Pero la ecuación que gobierna cualquier fluido, los gases o los líquidos, cualquiera, desde el flujo de la sangre hasta cómo se hace un avión, porque el avión no es nada más que algo moviéndose en un fluido, o el agua, todo eso está gobernado por una ecuación diferencial que Se conoce como ecuación de Navier-Stokes. Me veo obligado, Gastón, perdón, es de formación profesional, puede ser muy petardo, pero me veo obligado a hacer una puntualización: cualquier fluido neutro ¿Cómo? Cualquier fluido neutro, sin carga y sin campos…
Gastón Giribet explica cómo un plasma, aunque neutro, genera campo magnético debido al movimiento de cargas, lo que complica el sistema de ecuaciones y se relaciona con la magnetohidrodinámica.
Habla: Gastón GiribetPalabras #19plasma neutro genera campo magnéticomagnetohidrodinámica afecta al fluidoecuaciones navier stokes para plasma…otras que tienen que ver con, por ejemplo, si es compresible o no es compresible u otras cosas así. Pero luego acopladas a las ecuaciones de Maxwell, porque, por ejemplo, un plasma es un fluido que es neutro pero que tiene cargas que se mueven a pesar de que netamente no esté cargado, eso genera campo magnético y entonces eso afecta al mismo fluido. Pero en ese caso el sistema de ecuaciones es mucho más complejo que es el de la magnetohidrodinámica, pero en particular uno de esos renglones es la versión para el fluido cargado o el plasma de Navier-Stokes. Entonces la ecuación de Navier-Stokes de alguna forma está ahí también. puede haber otras, pero está en la de Navier-Stokes. Entonces, la ecuación de Navier-Stokes básicamente, si bien está suplementada con otras ecuaciones, la que da cuenta, por ejemplo, de que se conserva la masa, o si el fluido que estás hablando es compresible o no compresible, pero la ecuación de Navier-Stokes…
Gastón Giribet continúa explicando los detalles de la ecuación de Navier-Stokes, enfocándose en cómo describe la aceleración local del fluido y su relación con el cambio en el campo de velocidad.
Habla: Gastón GiribetSignificado #15ecuación navier stokes aceleración localcampo velocidades constante en situación estacionaria…tiempo, de la velocidad del fluido en ese punto, lo que localmente sería la aceleración local, que se escribe a su vez como la derivada explícita que el campo de velocidad puede cambiar, porque por ejemplo uno puede pensar en un vórtice que está girando pero. siempre está girando igual, es una situación estacionaria pero no estática y en ese caso el campo de velocidades es constante, pero eso no quiere decir que cada elemento de la velocidad no vaya cambiando. Entonces esa derivada respecto del tiempo, esa gran derivada respecto del tiempo se descompone en un término de la derivada explícita del tiempo más otro término que está dado por la derivada de la velocidad respecto a la posición multiplicada por la velocidad porque se usa la regla de la cadena, la derivada respecto de x por la derivada de x respecto del tiempo. Entonces, tiene un segundo. Término que es la velocidad multiplicada por su derivada, pero después del otro lado aparece la fuerza, porque como dice la ecuación de Newton, fuerza igual masa por aceleración. Acabamos de hablar de la aceleración, así que pasamos la masa dividiendo y por…
Gastón Giribet explica la relación entre las ecuaciones de Euler y Navier-Stokes, destacando cómo estas últimas incorporan el término de viscosidad.
Habla: Gastón GiribetSignificado #2 · Palabras #2ecuaciones de euler sin viscosidadnavier stockes con viscosidadviscosidad en ecuaciones navier stokescaso particular de euler…el fluido no es muy viscoso; esa ecuación se conoce como la ecuación de Euler, por Leonard Euler, el matemático, el famoso matemático y físico prolífico del siglo XVIII, 1707-1783; matemático prolífico que, dime, dime, Francis Pero Gastón, las ecuaciones. en principio son ecuaciones de Euler, pero eran sin viscosidad y Navier y Stockes de manera independiente le añadieron el término de viscosidad Exactamente, por eso Navier y Stockes ya con el término de viscosidad y sin el término de viscosidad se llama Euler, eso es muy importante porque es un caso particular del otro, el caso de sin viscosidad y es uno de los casos que se refirma haber resuelto. Todo lo que digamos hoy acerca de que se ha resuelto en realidad tiene que estar cotejado por pares; eso va a tardar muchísimo tiempo. Son preprints que parecen serios, que parecen bien hechos, un poco apresurados pero bien hechos, pero igual todo lo que…
Gastón Giribet explica que la ecuación de Navier-Stokes es compleja, pero menos que otros problemas físicos como la magnetoidrodinámica o la teoría del campo gravitacional, y señala un aspecto importante: no es una ecuación fundamental de la física.
Habla: Gastón GiribetSignificado #17 · Palabras #3teoría del campo gravitacional más complejanavier stokes no es fundamental física…cálculos perturbativos o puedo pensar aproximaciones en las cuales la viscosidad está pero es muy pequeña y lo puedo tratar de manera perturbativa hay diferentes resultados que uno puede hacer aproximándose a la solución cuando no tiene la solución a mano Es muy compleja esa ecuación, no es la ecuación más compleja de la física. O sea, empalidece al lado de cuando uno acopla estas con la magnetroidodinámica, como dice Héctor, porque es mucho más compleja. También empalidece al lado de la teoría del campo gravitacional. Recordemos, por otro lado, hay una cosa importante para saber de la ecuación de Navier-Stock. La ecuación de Navier -Stock no es una ecuación fundamental de la física. Por dos razones: primero, porque es el comportamiento colectivo de las moléculas que componen un fluido es una teoría efectiva; describe un fluido, pero no sabemos que el fluido en realidad, al fin y al cabo, no es más que el comportamiento colectivo de…
Gastón Giribet explica cómo la ecuación de Navier-Stokes se ve afectada por altas velocidades y campos gravitacionales fuertes.
Habla: Gastón GiribetPalabras #17ecuación navier stokes y velocidades altascorrecciones relativistas a navier stokescampo gravitacional fuerte y ecuaciones diferencialesinyección de energía en navier stokes…es una ecuación que va a dejar de valer a muy altas velocidades, porque a muy altas velocidades el fluido no puede adquirir una velocidad extremadamente alta, porque cuando el fluido tiene velocidades comparables a la velocidad de la luz, la ecuación. Cambia, empieza a adquirir correcciones relativistas que dan cuenta, por ejemplo, de que para que la velocidad siga aumentando hay una inyección de energía que tiene que tender a infinito. Hay correcciones relativistas a la ecuación de Navier-Stokes. Más aún, cuando estamos en presencia de un campo gravitacional muy fuerte, es aún peor: la ecuación de Navier-Stokes adquiere correcciones de la relatividad. General, por ejemplo, todo esto que acabo de mencionar es importante cerca de los agujeros negros para describir los discos de acreción, porque como dice Héctor, ahí aparecen campos magnéticos muy intensos y la ecuación se complejiza. Las velocidades del…
Gastón Giribet explica cómo se simplifican las ecuaciones de Navier-Stokes para facilitar su resolución, mencionando el caso de los fluidos incompresibles.
Habla: Gastón GiribetPalabras #10ecuaciones navier stokes fluidos incompresiblesresolución ecuaciones navier stokesdensidad constante en fluidos…muy intenso ahí, entonces las ecuaciones de Navier-Stokes, si bien están, están muy deformadas, ya no se parecen mucho a su versión original, que es de la que versa el siguiente problema. El problema es el siguiente: siendo que esta ecuación gobierna... O sea que la densidad debe ser constante, o son generales, pero vamos a trabajar. No, eso lo tenés que agregar. Por ejemplo, si estás hablando de un fluido incompresible, que es como una ecuación mucho más sencilla, pero es una de las que tenés que tener en cuenta, que es una condición que básicamente lo que te está diciendo es que si vos tenés Un volumen cerrado en el espacio, la materia que entra, o sea la ganancia de materia en el tiempo ahí adentro, la cantidad de materia que va agregando ahí está relacionada con el flujo de materia a través de esa superficie. Por supuesto, no es lo mismo…
Gastón Giribet aborda la complejidad adicional que introduce la compresibilidad en los fluidos y cómo esto afecta a la ecuación de Navier-Stokes.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #1ecuación de navier stokes y compresibilidadfunción complicada reemplaza ecuación continuidadnavier stock con condición cambiante…ahí está relacionada con el flujo de materia a través de esa superficie. Por supuesto, no es lo mismo describir agua, que es un buen fluido, es una buena aproximación de decir que es incompresible, que describir el comportamiento de una espuma o la atmósfera. Se complejiza mucho más el problema cuando uno piensa en compresibilidad del fluido, muchísimo más. Por supuesto, igual está la ecuación de Navier-Stokes y hay que agregarle términos, o mejor dicho, funciones muy complicadas que reemplazan la ecuación de continuidad. Mi pregunta es terminológica: si eso se sigue llamando Navier-Stokes. Sí, se sigue llamando Navier Stock; una de ellas se sigue llamando Navier Stock, lo único que la otra condición cambia. Por supuesto, esto es muy complejo; es una ecuación muy compleja. No importa los detalles que dije antes, lo dije por completitud, por si alguien está siguiendo las ecuaciones, pero hay derivadas primeras de la velocidad, derivadas segundas de la velocidad en…
Gastón Giribet continúa explicando cómo una simulación de fluidos con condiciones iniciales bien definidas puede llevar a un fenómeno donde ciertas cantidades físicas tienden al infinito, comparando esta dinámica física con el funcionamiento del gobierno.
Habla: Gastón GiribetSignificado #9ecuación de navier stokes en régimendinámica física comparada con gobiernoinfinito como sinsentido físico…de repente tiende a infinito, diverge, solo, puede darse eso, puede darse que, fijada en las condiciones de contorno bien comportadas, la evolución temporal del sistema me lleve a que alguna cantidad física relevante se diverja, se vuelva infinito, explote. ¿Se entiende la pregunta? Porque es como el mismo gobierno, es la misma dinámica física parte de una situación que tiene sentido y termina una situación que no tiene sentido. Porque recordemos que en física el infinito no es mucho, es un sinsentido. No quiere decir que las leyes de la física se rompan, quiere decir que esa ley de la que estoy hablando deja de valer, por ejemplo. No sabemos que hay leyes que no son fundamentales, lo dijimos al principio, la ecuación de Navier-Stokes vale en cierto régimen. Si, por ejemplo, yo descubriera que sí, que en efecto, la velocidad de una parte del fluido de repente extiende a infinito, yo ya sé lo que pasa. Y bueno, a partir de cierto valor de la velocidad deja de valer esta ecuación porque se está acercando a la de la…
Gastón Giribet explica un problema específico dentro de la clasificación de Fefferman, denominado 'problema A'. Este problema se centra en determinar si ciertas condiciones iniciales bien definidas en una simulación de fluidos llevan a la divergencia del campo de velocidades o la energía.
Habla: Gastón GiribetPalabras #11problema a de feffermanecuaciones navier stokes divergenciacondiciones iniciales simulación fluidosexistencia de soluciones problema a…se formuló de diferentes maneras; es el problema original pero después hay una clasificación de problemas similares, no equivalentes, pero similares en cuanto a dificultad y relevancia física que son la clasificación de Fefferman que dio diferentes problemas. Un problema era este: el problema original que se llama el problema A de Fefferman, que es si dadas ciertas condiciones bien comportadas para el campo de fluidos al comienzo, la misma evolución de Navier Stokes te va a llevar a que diverja el campo de velocidades o la energía. En realidad, la pregunta es acerca de la existencia de soluciones. Después hay otra versión, que es la versión B, pero está relacionada con eso, porque uno es, si estoy en el triespacio y el otro es, si estoy en el tritoro, que es un espacio con condiciones de contorno periódicas en las tres dimensiones espaciales, lo que un…
Gastón Giribet explica que el objetivo no es resolver ecuaciones de fluidos con condiciones suaves, sino demostrar algo fundamental: que la solución se comporta bien para cualquier condición inicial.
Habla: Gastón GiribetSignificado #18ecuaciones de fluidos con condiciones suavessolución se comporta bien francisproblema para matemáticos condición inicial…ecuaciones en una determinada situación en la que le pongo un fluido en unas condiciones suaves y voy a resolverlo, no; se trata de demostrar. No es que yo diga: ah pues sí, yo lo resolví para estas condiciones y me salió que todo iba bien, no; no tienes que Demostrar que siempre, para cualquier condición que pongas, cualquier condición inicial que pongas, aquello se va a seguir comportando bien. Claro, pero eso es un problema para matemáticos, ¿no? O sea, gente como Francis se dedica a esas cosas, que son mucho más complicadas que el problema. Resolver esas situaciones es complicado, pero siempre las estarás resolviendo en unas condiciones particulares. Pero esto es que para cualquier, que puedas demostrar que para cualquier, da igual lo que tú le pongas de entrada, se va a comportar bien o encontrar un contraejemplo Al menos encontrar un contraejemplo en el que muestres que no es así. Demostrar eso. El…
Gastón Giribet aclara una observación anterior sobre las condiciones de contorno en problemas matemáticos, diferenciando entre R3 y T3.
Habla: Gastón GiribetSignificado #13condiciones de contorno en r3contorno como toro t3problema de valores iniciales…el 2000 y el año 2010, se demostró que en la interfase entre dos fluidos de densidad constante, cada uno es de densidad constante, la interfase se puede curvar en ciertas circunstancias formando una especie como de ola que rompe y en el centro de esa ola se genera una singularidad Sí, pero déjame hacer una aclaración en mi defensa nada más, con contorno, me refiero al contorno en el sentido amplio, por ejemplo, no es lo mismo en R3 que en T3, es decir, no es lo mismo pensar en R3 como en un toro y eso también es contorno Eso sí, pero eso son condiciones de contorno periódicas que simulan al problema de valores iniciales, ¿vale? Pero el problema de valores iniciales y condiciones de contorno no está incluido dentro del premio del milenio, solo el problema de valores iniciales, lo que sería el problema de Cochis. Es el único problema que es relevante en la formulación. Entonces, los…
Francis Villatoro explica cómo, en el año 2000, la mayoría de los expertos en ecuaciones de Navier-Stokes creían que un flujo con una condición inicial regular se mantendría regular indefinidamente.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #9ecuaciones navier stokes condición inicialflujo regular navidad stokescondición a fefferman problemasproblema valores iniciales infinito…los dos problemas que ha comentado Gastón, de los cuatro problemas, de las cuatro variedades, esto es una cosa que puso Feferman; Feferman fue el director de la tesis doctoral del padre de Diego Córdoba y fue el director de la tesis doctoral de Diego Córdoba. En su momento, en el año 2000, todo el mundo pensaba, bueno, todo el mundo, gran parte, la mayoría de los expertos en la matemática de las ecuaciones de Navidad-Stokes pensaba que si yo parto de una condición inicial regular, que no tiene singularidades, el flujo se va a mantener regular eternamente entonces ese es el problema que se formula como lo que Gastón ha dicho, la condición A, la formulación A y la formulación B la formulación A, el problema de valores iniciales en infinito, en un sistema abierto y la formulación B en un problema con condiciones de contorno periódicas que el fluido que sale por una pared reentra por la otra pared, que eso simula también condiciones iniciales pero Feferman pensaba que ese problema era tan difícil que lo mismo había que darle una pequeña vidilla a los que querían atacar el problema del milenio entonces decidió incluir algo que se sacó de la manga y que en aquel momento nadie entendió, dijo la gente, pero Feferman que…
Francis Villatoro explica una alternativa para abordar el problema del milenio, proponiendo la introducción de un campo de fuerza o función de velocidad arbitraria en las ecuaciones de Navier-Stokes.
Habla: Francis VillatoroPalabras #16campo de fuerza en navier stokesfunción de velocidad arbitrariaecuaciones de navier stokes francis villatoro…una singularidad parece una cosa muy difícil pero hay una trampa que tiene esta formulación C y D, la formulación C es en el infinito en el R3 en el espacio abierto y la D es en contención de cotoroperiódica en el troide hay una trampa y la trampa es que Yo puedo, en lugar de plantearme, generar un campo de fuerza; si yo pongo una solución, una solución cualquiera, de hecho ni siquiera tiene que ser una solución de las ecuaciones de Navier-Stokes, una función cualquiera, un campo de velocidad cualquiera, lo meto en las ecuaciones de Navier-Stokes, en el miembro derecho. Y calculo los operadores diferenciales, obtengo una fuerza, un forzamiento. El forzamiento calculado en plan tramposo, como un truco, a partir de meter el campo de velocidades; de hecho, para un flujo incomprensible el campo de velocidades termina de forma…
Francis Villatoro explica que la solución obtenida mediante un truco no resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes ni simula la evolución natural del fluido para generar una singularidad.
Habla: Francis VillatoroPalabras #20ecuaciones de navier stokes sin resolversingularidad generada artificialmentefluido evoluciona naturalmenteesforzamiento artificial de la ecuación…suave como condición inicial, que yo sé que tiene un perfil típico de lo que es un blowout, de una explosión de la solución, algo que va a generar la singularidad. Lo que ocurre es que el campo de fuerza que me resulta no es infinitamente diferenciable. El hecho de que esta solución que yo he metido aquí, con este truco, fijaros, esto es un truco, porque no estoy resolviendo las ecuaciones de never stops, no estoy cogiendo una condición inicial y evolucionando la ecuación en el tiempo para obtener cómo se comporta el fluido y que el fluido de manera natural evolucione y genere la singularidad. Yo estoy metiendo yo la solución generando ese residuo residual de la ecuación, ese esforzamiento artificial y gracias a tener ese esforzamiento artificial yo puedo meter cualquier cosa. Puedo meter en cualquier campo de velocidad, el que yo quiera, pero entonces eso no te ayuda a entender la física de los fluidos, ¿no? Y a quién le importa; es que es la formulación C, es la trampa que nos metió Feferman, ese camino alternativo que Feferman…
Francis Villatoro explica cómo la percepción sobre una formulación específica para el Premio del Milenio cambió alrededor del año 2010 dentro de la comunidad matemática que trabaja en Averstock.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11comunidad matemática averstockcondición inicial suave fluido suavepremio del milenio averstock…la leyó en 1998, y estamos hablando de que esto lo propuso en el año 2000 para el Premio del Milenio, cuando lo invitaron a hacer la formulación. Este camino no había sido muy explorado; mucha gente había pensado que era un camino tramposo y que tenía más espinas de lo que parecía, pero alrededor del año 2010 fue cambiando la comunidad de matemáticos que trabajan en Averstock, que es un poco la sensación, y mucha gente empezó a pensar que realmente la idea original de que condición inicial suave conduce a fluido suave siempre, en todo tiempo. no era correcta y que puede haber fluidos que generen singularidades y eso cambia el foco y ahora la gente ya no se concentra en el problema A, en la formulación A, sino en la formulación C y uno de ellos pues el propio equipo de Diego Córdoba, entonces ellos…
Gastón Giribet plantea un escenario hipotético sobre el uso compartido de sistemas de IA como los de OpenAI o Anthropic, y argumenta que la inteligencia artificial será clave para encontrar curas a enfermedades.
Habla: Gastón GiribetSignificado #7 · Palabras #6inteligencia artificial para curar enfermedadesnavier stock como ejemplo relevanteopenai o anthropic uso compartido…pero de Anthropic, Cloud, o ChatGPT, Astra, lo que fuere, estamos todos usando esto, y de repente estos datos se usan, se usan, se usan, se usan, se usan, se usan, se usan, química orgánica, química orgánica, y de repente encuentran la cura del cáncer. Para dar un golpe bajo, porque si no estamos hablando de Navier Stock, ¿a quién carajo le importa esto? Pero supongamos que de repente encontramos algo, porque yo creo que la cura de muchas enfermedades esenciales que tenemos hoy van a ser curadas usando inteligencia artificial; no hay duda de eso. Entonces también hay que tener cuidado con estos románticos moderados. Esto destruirá la humanidad; tenemos que frenar, no nos frenemos nada porque así como hay mucho riesgo en todo esto, esto va a ser lo que nos cubre el día de mañana. Esto va a ser lo que nos cubre el día de mañana, o sea, de igual manera como en los años 50…