Mathematical Models of the Real World

Новая математическая модель показала, почему при движении машин и микробов образуются пробки

Движение автотранспорта на дорогах и движение бактерий в направлении источника пищи происходит согласно одной и той же математической модели, которая напоминает фазовые переходы: движение вдруг "замерзает" и "оттаивает".
Теперь физики из Национального центра научных исследований (CNRS, Франция) представили работу в Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment, в которой моделировали и пробки на дороге, и движение бактерий к источнику пищи. Главное, что добавили физики в новую модель, – они учли поведение агента (водителя или микроба).
Ученые провели моделирование с разными значениями параметров (плотность агентов, скорость реакции, скорость движения). Ученые определили как ситуации, в которых движение транспорта шло плавно, так и такие, в которых, наоборот, возникали пробки. Говоря в терминах статистической физики, плавный поток может "замерзнуть", а потом "оттаять". Когда система достигает критической плотности, агенты образуют плотные скопления, в то время как другие участки дороги могут оставаться пустыми. Таким образом, возникновение пробки можно рассматривать как фазовый переход в системе между водой и льдом, и наоборот.
https://arxiv.org/abs/2312.13963
На русском https://www.newsru.co.il/science_hitech/3may2024/jam.html

arXiv.org

Biased motility-induced phase separation: from chemotaxis to traffic jams

We propose a one-dimensional model of active particles interpolating between quorum sensing models used in the study of motility-induced phase separation (MIPS) and models of congestion of traffic...

🔥4

www.tgoop.com/MathModels/1025

310 viewsJun 20, 2024 at 18:51

Новая математическая модель показала, почему при движении машин и микробов образуются пробки

Движение автотранспорта на дорогах и движение бактерий в направлении источника пищи происходит согласно одной и той же математической модели, которая напоминает фазовые переходы: движение вдруг "замерзает" и "оттаивает".
Теперь физики из Национального центра научных исследований (CNRS, Франция) представили работу в Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment, в которой моделировали и пробки на дороге, и движение бактерий к источнику пищи. Главное, что добавили физики в новую модель, – они учли поведение агента (водителя или микроба).
Ученые провели моделирование с разными значениями параметров (плотность агентов, скорость реакции, скорость движения). Ученые определили как ситуации, в которых движение транспорта шло плавно, так и такие, в которых, наоборот, возникали пробки. Говоря в терминах статистической физики, плавный поток может "замерзнуть", а потом "оттаять". Когда система достигает критической плотности, агенты образуют плотные скопления, в то время как другие участки дороги могут оставаться пустыми. Таким образом, возникновение пробки можно рассматривать как фазовый переход в системе между водой и льдом, и наоборот.
https://arxiv.org/abs/2312.13963
На русском https://www.newsru.co.il/science_hitech/3may2024/jam.html

BY Mathematical Models of the Real World