Nature: 科學家發現了新的幾何,開啟計算網格新時代?

2021-01-15 CFD界

在動物的生長過程中，身體的各個器官會發展成不同的結構。人類對這種結構細胞的理解少之又少。


基於生物學上的研究，近期科學家在Nature Communication上發表的一篇文章表示發現了一個新的幾何形狀，名字也很酷炫，類似搖滾樂隊的Scorpion，叫做



Scutoid



新幾何是什麼意思呢？Scutoid就像是立方體，也像是球型，但它什麼也不是。它是下圖這個玩意：




Scutoid是科學家從上皮組織中，觀察細胞發展/變形的形狀而得來的。動物的上皮細胞中，緊密的堆疊在一起，但形狀通常不固定。


達爾文的進化可沒有那麼簡單，幾種基本的傳統幾何可不能造就偉大的人類和打不死的小強。不如在肢體活動彎曲的時候，這些上皮細胞是怎麼進行排隊的呢？


在排隊的過程中，新細胞的排列要保證組織能消耗的最小化；以及密不可分的。



比如上圖就是在果蠅身上取出來的上皮細胞，也是Scutoid幾何形狀的發展過程。


Scutoid之所以有這麼一個酷炫的名字，你想的也是對的。科學家最開始發現這個形狀的時候，覺得跟甲殼蟲的蓋子有點相似。





發現了新幾何形狀，那麼有什麼用呢？還得我們CFDer分析分析。首先，這個形狀可以緊密的進行堆積並且填充，如下圖




這看起來就是CFD裡面的計算網格。在CFD計算中，需要所有的有限體積填充全部計算區域。


目前現存的比如六面體，四面體，稜柱等各個幾何類型都被CFDer用於生成計算網格。


重要的是，這種緊密填充的特性已經被科學家從數學上給予證明：



那麼是否可以用Scutoid來生成計算網格呢？對於CFD計算是否友好呢？目前還沒有計算物理方面的研究人員對此進行研究。不過讓我們拭目以待吧。


或許CFDer可以開創一個新的學科。




問題是，Scutoid中文應該叫什麼？？？



拓展閱讀：想看另一種鬼畜的CFD幾何形狀，請點擊：泰森多邊形






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