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.
Diese Arbeit untersucht die dissipative Dynamik von Wirbel-Binärsystemen in toroidalen Fluidbereichen und zeigt auf, wie die geometrischen Korrekturen der periodischen Randbedingungen zu einer komplexen Kopplung von spiralförmiger Bewegung, Winkeldrift und einer charakteristischen Frequenzänderung führen.
Die Arbeit untersucht die hydrodynamische Wechselwirkung zwischen fixierten Dipolen in viskosen Membranen und zeigt, dass der Saffman-Crossover die Dynamik von einer eindimensionalen, exakt lösbaren Nahfeld-Interaktion hin zu einer voll gekoppelten, zweidimensionalen Fernfeld-Interaktion mit universellen Kollaps-Skalierungen reorganisiert.
Diese Studie zeigt, dass Fourier Neural Operators (FNOs) der physik-informierten neuronalen Netzwerk-Methode (PINN) bei der Vorhersage komplexer, turbulenter Nachlaufströmungen von schwimmenden Offshore-Windenergieanlagen deutlich überlegen sind, da sie sowohl hochfrequente Strukturen präziser erfassen als auch wesentlich schneller trainiert werden können.
Die Arbeit zeigt, dass physikalisch informierte Machine-Learning-Modelle zur Vorhersage der subgrid-skaligen Grenzflächenfläche in Zweiphasenströmungen zwar die Genauigkeit erhöhen, ihr Nutzen jedoch stark vom physikalischen Regime abhängt und bei topologischen Änderungen wie Tröpfchenzerfall abnimmt.
Die Studie zeigt mittels numerischer Simulationen, dass die intermittierenden Ereignisse im turbulenten Energiekaskadenprozess eine deutlich größere Korrelationslänge aufweisen als der kanonische Wert, was die Notwendigkeit einer nicht-markovschen Korrektur für die mathematische Beschreibung der Kaskade unterstreicht.
Die vorgestellte „Synchronized Molecular Dynamics“ (SMD)-Methode ist ein multiskaliger Rechenansatz für dünnschichtige Strömungen komplexer Fluide, der lokale Molekulardynamik-Simulationen direkt mit einer makroskopischen Schmierströmungsbeschreibung koppelt, um ohne vordefinierte Stoffgesetze physikalisch konsistente Strömungsprofile zu berechnen.
Diese Arbeit stellt eine Erweiterung der MMS-Sparse-Methode vor, die durch den Einsatz von mehrstufigen Radialbasisfunktionen (RBFs) eine robustere und geometrisch flexiblere Kopplung zwischen DSMC- und CFD-Verfahren für die Simulation rarefizierter Gasströmungen ermöglicht.
Dieser Artikel stellt einen stabilen Algorithmus zur Kopplung von Navier-Stokes-Gleichungen mit Newton-Euler-Gleichungen mittels der Direct-Forcing Immersed Boundary Method (DF-IBM) vor, der durch ein implizites Kopplungsverfahren und eine Relaxationsmethode auch bei komplexen, strömungsinduzierten Bewegungen und kritischen Dichteverhältnissen eine robuste und effiziente Simulation ermöglicht.
Die vorliegende Arbeit leitet eine exakte, implizite Dispersionsrelation für lineare Oberflächenwellen auf einem horizontalen Mittelstrom mit beliebigem vertikalem Scherprofil her, indem sie das Rayleigh-Problem in einem Green’schen Funktionsrahmen löst.
Durch die Kombination von extremer Turbulenz mit einer minimalen Reduktion der Oberflächenspannung mittels Tensiden lässt sich die Blasenverteilung in gas-flüssigen Systemen gezielt steuern und der Stofftransport intensivieren, ohne die Hydrodynamik der Strömung zu verändern.