محاكاة القمر الأزرق لعام ألف وتسعمائة وخمسين باستخدام في جي ستوديو ماكس وكومسول

في سبتمبر 1950، بعد حرائق الغابات المدمرة في ألبرتا، كندا، صبغت ظاهرة بصرية فريدة الشمس والقمر باللون الأزرق الساطع في جميع أنحاء نصف الكرة الشمالي. لم يكن هذا حدثًا فلكيًا، بل تفاعلًا فيزيائيًا دقيقًا بين ضوء الشمس وجزيئات دخان ذات حجم محدد. يستكشف هذا المقال كيف تتيح التصورات العلمية الحديثة، باستخدام أدوات مثل VGSTUDIO MAX وCOMSOL Multiphysics، إعادة إنشاء وفهم هذا الحدث النادر من تشتت مي.

نمذجة الجسيمات وتشتت مي في COMSOL Multiphysics 🌌

يكمن السر وراء القمر الأزرق في القطر الدقيق لجزيئات الدخان، الذي يقترب من 0.5 ميكرومتر. لمحاكاة هذه الظاهرة، استخدمنا أولاً Materialise Mimics لتقسيم واستخراج هندسة جزيئات الرماد الحقيقية من التصوير المقطعي الدقيق. ثم، في COMSOL Multiphysics، قمنا بإعداد نموذج للكهرومغناطيسية الحيوية لحساب تشتت مي. يحل البرنامج معادلات ماكسويل لموجة مستوية ساقطة على كرة عازلة. تظهر النتائج أن هذه الجسيمات تعمل كمرشح انتقائي: فهي تشتت الضوء الأحمر (الأطوال الموجية الطويلة) بقوة في جميع الاتجاهات، بينما يمر الضوء الأزرق (الطول الموجي القصير) دون عوائق تقريبًا، ليصل مباشرة إلى العين البشرية.

التصور الحجمي للمرشح الجوي في VGSTUDIO MAX 🔬

لإيصال هذه الظاهرة بشكل مؤثر، قمنا بنقل بيانات المجال البعيد من COMSOL إلى Volume Graphics VGSTUDIO MAX. هنا، قمنا باستيراد حجم الجسيمات وتراكب خرائط شدة التشتت. يتيح التصور ثلاثي الأبعاد تدوير سحابة الدخان وملاحظة كيف يتم امتصاص المكون الأحمر من الطيف الشمسي وإعادة توجيهه، بينما يظل المكون الأزرق متوازيًا. والنتيجة هي إنفوغرافيك علمي تفاعلي لا يشرح فقط الحدث التاريخي لعام 1950، بل يوضح كيف أن الضوء والمادة والحجم مهمون في البصريات الجوية.

نظرًا لأن المحاكاة تجمع بين النماذج متعددة الفيزياء من COMSOL والتصور الحجمي من VGSTUDIO MAX، كانت المعلمات البصرية لجزيئات الرماد من حرائق ألبرتا حاسمة لإعادة إنتاج اللون الأزرق للشمس والقمر في العرض النهائي.

(ملاحظة: فيزياء السوائل لمحاكاة المحيط مثل البحر: لا يمكن التنبؤ بها ودائمًا ما تنفد ذاكرة الوصول العشوائي)