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967 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.

Effects of Thermal Boundary Conditions on Natural Convection and Entropy Generation in Non-Newtonian Power-Law Fluids

Diese Studie nutzt Finite-Elemente-Simulationen, um nachzuweisen, dass bei nicht-newtonschen Fluiden mit Potenzgesetz-Verhalten scherverdünnendes Verhalten den Wärmeübergang verbessert, während gleichmäßige thermische Randbedingungen im Vergleich zu ungleichmäßiger Erwärmung eine stärkere Konvektion und eine höhere Entropieerzeugung fördern, was wesentliche Erkenntnisse für die Optimierung des thermischen Systemdesigns liefert.

Lambert Theisen, Satyvir Singh2026-05-14🔬 physics

Variational Quantum Solutions to the Advection-Diffusion Equation for Applications in Fluid Dynamics

Dieser Artikel stellt eine hybride quanten-klassische Methode zur Lösung der Advektions-Diffusions-Gleichung vor, die sich effizient mit der Systemdimension skaliert und auf aktueller verrauschter IBM-Quantenhardware zuverlässige Ergebnisse liefert, wodurch ein möglicher Weg zur Überwindung von Rechen- und Leistungsgrenzen in der numerischen Wettervorhersage eröffnet wird.

Reuben Demirdjian, Daniel Gunlycke, Carolyn A. Reynolds, James D. Doyle, Sergio Tafur2026-05-13⚛️ quant-ph

Dispersion of active particles in oscillatory Poiseuille flow

Diese Studie nutzt die verallgemeinerte Taylor-Dispersions-Theorie und Simulationen, um nachzuweisen, dass die Langzeitdispersion aktiver Brownscher Teilchen in oszillierender Poiseuille-Strömung nicht-monotone und oszillierende Verhaltensweisen aufweist, die durch das Zusammenspiel von Selbstpropulsion und zeitabhängiger Advektion getrieben werden, und bietet damit einen Mechanismus zur Feinabstimmung des Partikeltransports in begrenzten Geometrien.

Vhaskar Chakraborty, Pankaj Mishra, Mingfeng Qiu, Zhiwei Peng2026-05-13🔬 physics

Wake dynamics of finite-aspect-ratio rotating circular cylinders at low Reynolds number

Durch direkte numerische Simulationen bei einer Reynolds-Zahl von 150 zeigt diese Studie auf, wie Freilandeinflüsse und Rotationsraten den Übergang von instationärer Wirbelablösung zu stabilisierten oder komplexen dreidimensionalen Nachlaufstrukturen bei rotierenden Zylindern mit endlicher Seitenverhältnis steuern und belegt, dass Endplatten diese nachteiligen Effekte wirksam unterdrücken können, um die aerodynamische Leistung zu verbessern.

Kai Zhang, Yong Cao, Hanfeng Wang, Yan Bao, Bin Zhao, Dai Zhou2026-05-13🔬 physics

Kinematic Closure of Drop Impact

Dieser Artikel stellt ein konsistentes, vereinheitlichtes Skalierungsgesetz für das maximale Ausbreitungsverhältnis benetzender Tropfen über die inertio-kapillaren und inertio-viskosen Regime hinweg vor, indem die Ausbreitungszeit und -geschwindigkeit direkt aus einer Energiebilanz abgeleitet werden, wodurch die Notwendigkeit regime-spezifischer Vorfaktoren entfällt und Daten über weite Bereiche der Weber- und Ohnesorge-Zahlen präzise zusammengeführt werden.

Mete Abbot, Daniel Bonn2026-05-13🔬 physics

A Volume of Fluid Immersed Boundary Method for Industrial Polymer Mixing

Dieser Beitrag stellt einen neuartigen blockgekoppelten Volume-of-Fluid-Immersed-Boundary (BC-VOF-IB)-Löser vor, der in OpenFOAM implementiert ist, numerische Instabilitäten infolge hoher Viskositätskontraste überwindet und eine präzise Simulation der Freioberflächen-Mischpolymerisation in teilweise gefüllten industriellen Extrudern ermöglicht.

Emilia Capuano, Daniele Cerroni, Holger Marschall, Giorgio Negrini, Nicola Parolini, Marco Verani2026-05-13🔬 physics

Air entrainment by an inclined smooth water jet

Diese Arbeit stellt eine Verbindung zwischen der Geometrie und Dynamik der durch einen geneigten, glatten Wasserstrahl bei Auftreffen auf eine Wasseroberfläche gebildeten Kavität und der daraus resultierenden Blasenwolke her und zeigt, dass die Blasen aus der Destabilisierung eines durch eine Scherströmung induzierten Wellenfelds an der Kavitätsgrenze entstehen.

Théophile Gaichies, Arnaud Antkowiak, Anniina Salonen, Emmanuelle Rio2026-05-13🔬 physics

High-lift Wing Separation Control via Bayesian Optimization and Deep Reinforcement Learning

Diese Studie zeigt, dass die offene bayessche Optimierung zwar die aerodynamische Effizienz durch stationäre Strahlsteuerung an einem 30P30N-Hochauftriebsflügel um 10,9 % steigern konnte, während das geschlossene Deep Reinforcement Learning aufgrund einer von Strafen dominierten Belohnungsfunktion, die die Exploration einschränkte, nur vernachlässigbare Verbesserungen erzielte.

Ricard Montalà, Bernat Font, Oriol Lehmkuhl, Ricardo Vinuesa, Ivette Rodriguez2026-05-13🔬 physics

Realizability-Constrained Machine Learning for Turbulence Closures in Wake Flows

Dieser Artikel schlägt einen durch Residuen- und Realisierbarkeitsfilter modifizierten Framework für die Genexpressionprogrammierung vor, der physikalische Randbedingungen direkt in den CFD-Lösungszyklus integriert, um stabile und physikalisch konsistente Turbulenzschließungsmodelle für Nachlaufströmungen effizient zu identifizieren, wobei eine signifikante Reduktion der Rechenkosten und nicht realisierbarer Ergebnisse erreicht wird und gleichzeitig eine robuste Generalisierung über verschiedene Geometrien hinweg demonstriert wird.

Talib Ansari, Priyank H. Mehta, Harshal D. Akolekar2026-05-13🔬 physics

Effects of global core-mantle boundary topography on outer-core convection and topographic torques

Diese Studie verwendet direkte numerische Simulationen, um nachzuweisen, dass globale Topographie des Kern-Mantel-Übergangs eine neue Instabilität antreibt und die Konvektion im äußeren Kern sowie topographische Drehmomente erheblich verstärkt, wodurch ein Mechanismus bereitgestellt wird, der mit den beobachteten dekadischen Schwankungen der Tageslänge vereinbar ist.

Tobias G. Oliver, Eric G. Blackman, John A. Tarduno, Michael A. Calkins2026-05-13🔬 physics