1202 Arbeiten
Die Strömungsmechanik untersucht, wie sich Flüssigkeiten und Gase bewegen und auf Kräfte reagieren, von den sanften Wellen eines Flusses bis zu den komplexen Turbulenzen in der Atmosphäre. Auf Gist.Science haben wir diesen Bereich unter „Physics — Flu-Dyn" zusammengefasst, um die faszinierenden Mechanismen unserer dynamischen Umwelt verständlich zu machen.
Jeder neue Preprint in diesem Feld wird direkt von arXiv bezogen und von uns sorgfältig verarbeitet. Wir bieten Ihnen zu jedem Eintrag sowohl eine leicht verständliche Zusammenfassung für ein breites Publikum als auch eine detaillierte technische Analyse für Fachleute. So wird komplexes Wissen aus der Forschung für jeden zugänglich.
Im Folgenden finden Sie die aktuellsten Beiträge aus diesem spannenden Bereich der Physik, die Sie direkt zu den neuesten Erkenntnissen führen.
Diese Studie untersucht mittels biohybrider Experimente und eines neuen analytischen Modells den Zusammenhang zwischen Schlagfrequenz und Schwimmgeschwindigkeit bei scyphozoen Quallen, wobei sich herausstellt, dass ihre natürliche Schlagfrequenz eher dem Filterfressen als der Fortbewegung dient und paddelbasierte Modelle jet-angetriebenen Ansätzen überlegen sind.
Diese Studie zeigt, dass ein selbstfahrender Partikel durch verstärkendes Lernen konvektive Strömungen bei moderaten bis hohen Rayleigh-Zahlen erfolgreich navigieren kann, indem er lokale Strömungsmuster nutzt, um Energie zu sparen und Transportbarrieren zu überwinden, wobei sich die erforderliche Antriebskraft und die Strömungsorganisation mit steigender Rayleigh-Zahl signifikant verändern.
Diese Studie stellt einen effizienten und genauen diskreten adjungierten Gas-Kinetischen-Schema-Löser (GKS) vor, der mittels Algorithmischer Differentiation entwickelt wurde und sich durch robuste Sensitivitätsanalysen sowie erfolgreiche turbulente aerodynamische Formoptimierungen in verschiedenen Benchmark-Fällen bewährt hat.
Die vorgestellte FISR-EQL-Methode kombiniert Feldinversion mit einem eingebetteten Gleichungslerner, um interpretierbare und physik-konsistente Korrekturen für Turbulenzmodelle zu entwickeln, die die Vorhersage von Strömungsablösungen verbessern und dabei die Transparenz traditioneller Ansätze bewahren.
Die Studie analysiert die Dehnung und Lyapunov-Exponenten von Polymerketten in ultra-verdünnten turbulenten Lösungen und zeigt, dass diese sich vorwiegend als Materiallinien in Bereichen biaxialer Dehnung verhalten, wobei ihre Dehnungsgeschichte nach etwa zehn großen Wirbel-Umlaufzeiten synchronisiert und die Lyapunov-Exponenten signifikant von der Gauß-Verteilung abweichen.
Diese Studie untersucht die Verformung und Instabilität von sitzenden Seifenblasen in einem elektrischen Feld und zeigt, dass das Gleichgewichtsverhalten durch eine einzige stationäre Kurve beschrieben wird, die in einen konischen Instabilitätsübergang mit einem Halbwinkel von etwa 30° und eine prä-jetische Dynamik übergeht.
Die Autoren stellen eine neue Methode zur Simulation von Phasenübergängen auf unstrukturierten Gittern vor, die das algebraische Volume-of-Fluid-Verfahren mit einer geometrischen Grenzflächenrekonstruktion kombiniert, um Phasenänderungsraten ohne empirische Modelle zu berechnen und dabei durch den Einsatz von Polyederzellen eine isotrope und genauere Lösung im Vergleich zu kartesischen Gittern zu erreichen.
Die Studie zeigt, dass die Statistik turbulenter Zirkulationsfluktuationen in homogener und isotroper Turbulenz durch einen superstatistischen Ansatz mit q-exponentiellen Verteilungen präzise beschrieben werden kann, was eine Verbindung zur nicht-extensiven statistischen Mechanik herstellt.
Die Studie zeigt mittels numerischer Simulationen, dass viskoplastische Effekte und scherungsabhängige Rheologie in Herschel-Bulkley-Flüssigkeiten bei niedrigen Ohnesorge-Zahlen neue Mechanismen zur Verhinderung des End-Einschnürens und zur inertial-kapillaren Wiedereröffnung von Ligamenten ermöglichen, wodurch sich das asymptotische Verhalten im unviskosen Grenzfall grundlegend von dem rein Newtonscher Flüssigkeiten unterscheidet.
Die Studie zeigt, dass biomimetische Fischschuppen-Substrate durch geometrisch bedingten einseitigen Kontakt und fortschreitende Verblockung deterministisches Chaos in Biegeschwingungen erzeugen können, wobei ein reduziertes Modell die Abhängigkeit dieses chaotischen Verhaltens von Überlappung, Neigung und Dämpfung beschreibt.