突破性發現！超音速16馬赫下的亂流之謎

伊利諾大學厄巴納-香檳分校的研究團隊運用先進3D模擬技術，揭開了超音速氣流中前所未見的紊亂現象。這項突破性研究發現，在16馬赫的極速條件下，錐形物體周圍會出現不穩定的氣流斷裂現象，這在過去的2D模擬或實驗中從未被觀測到。

研究團隊利用美國國家科學基金會資助的Frontera超級電腦，以及航太工程系Deborah Levin教授團隊自行開發的專業軟體，成功捕捉到這些驚人的氣流變化。博士生Irmak Taylan Karpuzcu表示：「傳統實驗受限於感測器數量，無法完整呈現3D效應。現在我們終於能看到全貌了！」

研究中最令人意外的發現是，在錐體尖端附近，氣流會出現週期性斷裂。Karpuzcu解釋：「理論上氣流應該均勻分佈，但我們卻觀察到明顯的斷裂現象。這在6馬赫的模擬中就沒有出現，顯示速度是關鍵因素。」

團隊採用直接模擬蒙地卡羅(DSMC)方法，追蹤數十億個空氣分子的運動軌跡。這種隨機模擬方式比傳統計算流體力學更精確，能完整捕捉分子間的碰撞行為。Karpuzcu強調：「雖然運算量龐大，但這讓我們真正理解極端速度下氣流與物體表面的互動作用。」

這項研究成果已發表於《物理評論流體》期刊，將為未來超音速飛行器的設計提供重要參考。研究團隊特別指出，錐形結構是許多超音速飛行器的基本形狀，因此這項發現具有極高的實用價值。