Cellular Automata Describing Non-equilibrium Fluids with Non-mixing Substances

Das Kapitel beginnt mit einer Einführung in zelluläre Automaten (CA), die ihre Fähigkeit, komplexe Systeme durch einfache Interaktionen zu modellieren, hervorheben. Anschließend wird Wolframs Einteilung der CA in vier verschiedene Klassen auf Grundlage ihres dynamischen Verhaltens diskutiert. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Anwendung von CA zur Modellierung von Flüssigkeiten, die kein Gleichgewicht aufweisen, insbesondere von Flüssigkeiten mit nicht mischenden Substanzen. Der Text führt evolutionäre Methoden wie genetische Algorithmen ein, um effizient CA-Regeln mit spezifischen Merkmalen zu erhalten. Der primäre Beitrag ist die Entwicklung einer Montagemethode zur Bestimmung zunehmend komplexer CA-Code-Regeln, die es ermöglicht, einzelne Störungen und Wechselwirkungen zwischen ähnlichen Flüssigkeiten zu untersuchen, die zu globalen Phasenübergängen führen. Das Kapitel bietet außerdem eine detaillierte Berechnung der kanonischen Zusammensetzung einer bestimmten CA-Regel und Simulationen ihrer Störungen und einen umfassenden Leitfaden zum Verständnis und zur Anwendung von CA in der Strömungsdynamik.