1210 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 Arbeit stellt ein Rahmenwerk zur Modellierung beliebiger mikroskopischer Schwimmer vor, das die Helmholtz-Zerlegung nutzt, um analytische Geschwindigkeitsformeln für kugelförmige Prolate-Spheroide herzuleiten und durch Optimierung die slip-Profil-Konfigurationen zu identifizieren, die den Energieverlust unter Berücksichtigung von Formsymmetrien minimieren.
Die Studie stellt mithilfe des informationstheoretischen irreduziblen Fehlertheorems vereinheitlichte Skalierungsgesetze für die mittlere Wandschubspannung und das mittlere Geschwindigkeitsprofil in turbulenten Grenzschichten unter verschiedenen Druckgradientenbedingungen vor, die sich ausschließlich aus lokalen Größen ableiten und damit Strömungsregime zusammenführen, die zuvor als getrennt behandelt werden mussten.
Dieser Beitrag stellt eine robuste und effiziente hybride Überlappungs-Mesh-Technik innerhalb des Unified Gas-Kinetic Scheme (UGKS) vor, die durch die Erweiterung auf implizite, bewegliche Gitter und optimierte Parallelisierung präzise Simulationen von instationären Mehrskalenströmungen mit beweglichen Grenzen ermöglicht.
Diese Arbeit entwickelt ein theoretisches Modell, das die thermo-visko-mechanischen Wechselwirkungen beschreibt, durch die lasererhitzte Nanopartikel in viskosen Flüssigkeiten akustische Wellen via Thermophon- und Mechanophon-Effekt erzeugen, wobei Viskosität und Frequenz die Dämpfung und das Frequenzverhalten bestimmen und die Ergebnisse theranostische Anwendungen in biologischem Gewebe ermöglichen.
Die Studie identifiziert sechs Konzentrationsregime in salzfreien wässrigen Xanthanlösungen, indem sie zeigt, dass sich Skalierungsgesetze für die Viskosität über den gesamten Schergeschwindigkeitsbereich anwenden lassen und somit kritische Konzentrationen auch fern vom thermodynamischen Gleichgewicht gültig bleiben.
Diese Studie zeigt durch Experimente und Simulationen, dass dynamische Zweiphasenströmungen in porösen Medien durch chaotische Mischung und exponentielle Dehnung von Fluidelementen eine deutlich stärkere Durchmischung bewirken als stationäre Einphasenströmungen, wobei die Dehnungsrate bei einer optimalen Fließgeschwindigkeit ihr Maximum erreicht.
Diese Arbeit präsentiert eine analytische Studie, die mittels Störungsrechnung und WKB-Näherung zeigt, wie der Neigungswinkel einer konisch verjüngten Hele-Shaw-Zelle die Breite von Saffman-Taylor-Fingern bestimmt und damit die Stabilisierung oder Destabilisierung des Ein-Finger-Zustands im Vergleich zu parallelen Zellen ermöglicht.
Die Studie zeigt, dass eine schwach gekoppelte Wechselwirkung zwischen wandbegrenzter Turbulenz und einer defektbehafteten phononischen Unterschicht zu einer frequenzselektiven Filterung turbulenter Energie führt, die die Nahwanddynamik verändert und den turbulenten Widerstand passiv reduziert, wobei sich die dominante Schwingungsfrequenz infolge der Fluid-Struktur-Interaktion von der konstruierten Resonanz verschiebt.
Diese Studie nutzt direkte numerische Simulationen, um die Dynamik sekundärer Tropfen bei der Wechselwirkung von Regentropfen mit einem Flüssigkeitspool zu untersuchen, wobei eine neue Skalierungsgesetzlichkeit für die Tropfengrößenverteilung identifiziert und der Einfluss von Oberflächenspannung, Tropfendurchmesser und Tropfenabstand auf die Bildung sowie das Wiedervereinigungsverhalten dieser Tropfen aufgeklärt wird.
Die Studie entwickelt ein neues explizites Lagrange-Partikel-Modell für DNS, das in einem vertikal gestreckten Quasi-1D-Domänenansatz zeigt, wie Turbulenz die Kollisions-Koaleszenz-Wachstumsprozesse von Wolkentröpfchen beschleunigt und somit den Niederschlagsbeginn früher sowie mit größeren Tropfen einleitet.