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.
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 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.
Diese Studie entwickelt ein einheitliches Grenzschichtmodell zur Analyse des magnetohydrodynamischen Widerstands einer oszillierenden Kugel in einer rotierenden Hülle, das Alfvén-Wellen, viskose Effekte und ohmsche Dissipation vereint und als quantitativer Rahmen für Strömungen in planetaren Innern sowie in Laborversuchen dient.
Die Studie zeigt, dass lösliche Tenside die hydrodynamische Koarsenierung bicontinuierlicher Flüssig-Flüssig-Phasentrennungen primär durch nicht-monotone, von der Peclet-Zahl abhängige Marangoni-Spannungen unterdrücken, wobei die stärkste Hemmung bei einem intermediären Wert auftritt, der ein optimales Gleichgewicht zwischen Tensidnachschub und Gradientenerhaltung ermöglicht.
Die Studie stellt LCS.jl vor, ein in Julia entwickeltes, hochleistungsfähiges und plattformübergreifendes Simulationsmodell für turbulente Mehrphasenströmungen, das durch GPU-Optimierung und effiziente Kommunikationsalgorithmen sowohl hohe Skalierbarkeit als auch eine bis zu 18-fache Beschleunigung gegenüber CPU-basierten Ansätzen erreicht.
Die Arbeit stellt ein skalenautoregressives Modell (SAR) vor, das unstrukturierte Gitter für die hierarchische Generierung von Fluidströmungen von grob nach fein nutzt, um statistische Verteilungen effizienter und genauer als bestehende Diffusions- und Flow-Matching-Methoden zu berechnen.
Die Studie zeigt, dass die scheinbare Trennung von zweidimensionalen und dreidimensionalen Regimen in rotierender Turbulenz stark von der begrenzten vertikalen Messspanne abhängt und somit die theoretische Annahme eines reinen 2D-Manifolds in Frage stellt.