Чайник остывает на столе. Тепло уходит в воздух — и пропадает зря. А ведь из него можно было бы выжать немного электричества. Устройства, которые так умеют, называются термомагнитными генераторами. Внутри них нет ни поршней, ни турбин — только материал, который меняет свои магнитные свойства при нагреве и охлаждении. Но пока такие генераторы работают медленно и теряют много энергии.

Инженеры построили компьютерную модель одного из лучших таких генераторов. Модель учитывает сразу всё: как тепло течёт через детали, как меняется магнитное поле, как движется жидкость-охладитель и как рождается ток. Раньше такие расчёты делали по частям, а тут собрали полную картину. И проверили её на настоящем приборе: модель предсказала напряжение с точностью 96%, а мощность — с точностью 95%.

С помощью модели учёные нарисовали карту потоков энергии — как на схеме, где видно, сколько тепла уходит в полезное электричество, а сколько рассеивается по пути. Оказалось, главные потери — в самом магнитном материале и в местах соединения. А ещё модель показала, почему генератор не может работать быстро: тепло не успевает пройти через все слои. Теперь, меняя толщину деталей или материал, можно ускорить цикл и поднять мощность.

Такой подход — как виртуальный испытательный стенд. Вместо того чтобы собирать десятки прототипов, инженеры прогоняют варианты на компьютере. Это ускоряет разработку и делает её дешевле. А значит, тепло от заводских труб или даже от тёплой земли однажды начнёт приносить электричество в наши дома.