physics.flu-dyn Arbeiten

On solutions of the Euler equation for incoherent fluid on a rotating sphere

Die Arbeit untersucht die Bewegung einer kompressiblen, reibungsfreien Flüssigkeit unter konstantem Druck auf einer rotierenden Kugel, stellt Hodographengleichungen bereit, die Lösungen mit zwei willkürlichen Funktionen parametrisieren, analysiert explizite Lösungen und Blow-up-Kurven sowie die Grenzfälle langsamer und schneller Rotation und leitet eine Gleichung für die Deformation des Moduls elliptischer Funktionen her.

B. G. Konopelchenko, G. OrtenziMon, 09 Ma🔬 physics

On Free Moving Micron-Sized Droplet-Particle Collisions

Diese Studie untersucht die Kollisionen freier mikrometergroßer Tröpfchen mit Partikeln, zeigt, dass Partikeldichte und Benetzbarkeit die Einfangmechanismen bestimmen, und schlägt eine modifizierte effektive Weber-Zahl vor, um die Kollisionsergebnisse in einem vereinheitlichten Regime-Abbildung zu erfassen.

Tushar Srivastava, Karrar H. Al-Dirawi, Benjamin Lobel, Andrew E. BaylyMon, 09 Ma🔬 physics

Unsteadiness in turbulent separated flow over a three-dimensional Gaussian bump

Diese Studie untersucht die instationäre Strömungsablösung über eine dreidimensionale Gaussian-Buckel-Geometrie bei einer Reynolds-Zahl von $2,26\times10^5$ und identifiziert vier charakteristische Frequenzbereiche, wobei insbesondere eine kontinuierliche spanwise-Meanderbewegung der sehr-niederfrequenten Moden sowie eine dynamische Kopplung zwischen symmetrischen Zuständen und der maximalen Ausdehnung der Ablösungszone aufgedeckt werden.

Kevin H. Manohar, Hariprasad Annamalai, Owen Williams, Chris Morton, Robert J. MartinuzziMon, 09 Ma🔬 physics

Machine Learning Based Mesh Movement for Non-Hydrostatic Tsunami Simulation

Diese Studie zeigt, dass ein maschinell lernbasiertes Gitterbewegungsverfahren (UM2N) in Kombination mit nicht-hydrostatischen Flachwassermodellen die Genauigkeit und Effizienz bei der Tsunami-Simulation erheblich verbessert und dabei robuste Ergebnisse über lange Zeiträume liefert.

Yezhang Li, Stephan C. Kramer, Matthew D. PiggottMon, 09 Ma🔬 physics

Confined drying of a binary liquid mixture droplet: A quantitative interferometric study under humidity control

Diese Studie stellt eine quantitative interferometrische Methode zur Untersuchung der Trocknung von Wassertropfen in einem glycerolhaltigen Gemisch unter kontrollierter Luftfeuchtigkeit vor, die es ermöglicht, präzise Konzentrationsfelder und Diffusionskoeffizienten zu bestimmen und dabei nachzuweisen, dass der Massentransport in dieser Geometrie primär durch Diffusion und nicht durch Konvektion dominiert wird.

Ole Milark, Jean-Baptiste Salmon, Benjamin SobacMon, 09 Ma🔬 physics

Taylor dispersion in variable-density, variable-viscosity pulsatile flows

Diese Studie untersucht die Taylor-Dispersion in pulsierenden Rohrströmungen mit variabler Dichte und Viskosität, wobei der Einfluss eines skalaren Feldes auf die Fluidparameter mittels einer Mehrskalenanalyse berücksichtigt wird, um eine effektive eindimensionale Mischungsbeschreibung abzuleiten.

Prabakaran Rajamanickam, Adam D. WeissFri, 13 Ma🔬 physics

Impact of the history force on the motion of droplets in shaken liquids

Diese Studie zeigt, dass die Vernachlässigung der Basset-Boussinesq-Historiekraft bei der Bewegung von Tropfen in geschüttelten Flüssigkeiten zu erheblichen Fehlern führt, da diese Kraft in bestimmten Übergangsregimen die Auslenkungsamplitude um mehr als 60 % reduziert und für leichte Partikel sowie Gasblasen eine besonders signifikante Rolle spielt.

Frederik R. Gareis, Walter ZimmermannFri, 13 Ma🔬 physics

Emergence of Local Ordering and Mesoscale Giant Number Fluctuations in Active Turbulence

Die Studie zeigt, dass in zweidimensionalen dichten aktiven Suspensionen eine strukturelle Übergangsphase durch lokale polare Ordnung und mesoskopische Riesenfluktuationen gekennzeichnet ist, die durch Aktivität und Instabilitätszeitskalen gesteuert wird und durch einen energiebasierten Ordnungsparameter vereinheitlicht werden kann.

Kirti Kashyap, Kolluru Venkata Kiran, Anupam GuptaFri, 13 Ma🔬 physics

Drag reduction via separation control using plasma actuators on a truck cabin side

Die Studie zeigt, dass die gezielte Anwendung von Plasmaaktuatoren an den A-Säulen eines Lastkraftwagen-Modells, insbesondere auf der leewärts gelegenen Seite, durch die Verkleinerung von Ablöseblasen den Luftwiderstand signifikant reduziert und die aerodynamischen Kräfte unter Schräganströmung beeinflusst.

Lucas Schneeberger, Stefano Discetti, Andrea IaniroFri, 13 Ma🔬 physics

Model of incompressible turbulent flows via a kinetic theory

Diese Arbeit erweitert ein kinetisches Modell für inkompressible turbulente Strömungen, um wandbegrenzte Fälle mit korrekten asymptotischen Wandverhalten zu behandeln, und validiert es erfolgreich durch eine Chapman-Enskog-Analyse sowie den Vergleich mit DNS- und experimentellen Daten, wodurch ein physikalisch fundierter Ansatz mit reduzierter empirischer Abhängigkeit für die Turbulenzmodellierung bereitgestellt wird.

Ziyang Xin, Zhaoli Guo, Hudong ChenFri, 13 Ma🔬 physics

Symmetry, Invariant Manifolds and Flow Reversals in Active Nematic Turbulence

Die Studie zeigt, dass die Turbulenz in aktiven nematischen Fluiden in einem periodischen Kanal durch ein niedrigdimensionales, symmetriegesteuertes Netzwerk aus invarianten Lösungen und ihren Mannigfaltigkeiten organisiert wird, das spontane Strömungsumkehrungen sowohl im prä-turbulenten als auch im turbulenten Regime erklärt und steuert.

Angel Naranjo, Rumayel Pallock, Caleb Wagner, Piyush GroverFri, 13 Ma🌀 nlin

Topological guidance of a self-propelled particle

Die Studie zeigt, dass sich die Topologie nicht nur auf Wellen, sondern auch direkt auf die Bahnen lokalisierter, sich selbst antreibender Teilchen auswirken kann, indem sie durch die Gestaltung des Wellenumfelds Phänomene wie randgeführten Transport und chirale Orbitaldynamik ermöglicht.

Ethan Andersson, Valeri FrumkinFri, 13 Ma🔬 physics

Flame dynamics and Markstein numbers in Hele-Shaw cells and porous media under Darcy's law

Diese Studie untersucht die Flammendynamik in Hele-Shaw-Zellen und porösen Medien unter Darcy-Gesetz und zeigt, dass die Beschränkung zu einzigartigen hydrodynamischen Instabilitäten führt, bei denen die Markstein-Zahlen für Krümmung und Tangentialdehnung sowie ein gravitationsbedingter Term aufgrund von Viskositätsunterschieden und tangentialen Geschwindigkeitsdiskontinuitäten voneinander abweichen.

Prabakaran Rajamanickam, Joel DaouFri, 13 Ma🔬 physics

High-order gas-kinetic scheme for numerical simulations of wind turbine with nacelle and tower using ALM and IBM

Diese Arbeit stellt erstmals die Integration des Aktuatorlinienmodells (ALM) und der Immersed-Boundary-Methode (IBM) in ein hochordentliches gaskinetisches Schema (GKS) vor, um Windkraftanlagen mit Gondel und Turm auf GPUs effizient zu simulieren und dabei die komplexen Wechselwirkungen sowie den asymmetrischen Nachlauf präzise vorherzusagen.

Pengyu Huo, Liang Pan, Guiyu Cao, Baoqing Meng, Baolin Tian, Yubo HuangFri, 13 Ma🔬 physics

On the energy dissipation rate of ensemble eddy viscosity models of turbulence: Shear flows

Diese Arbeit untersucht, ob der neuartige Ansatz des Ensemble-Wirbelviskositätsmodells für Turbulenz, der durch die direkte Berechnung der turbulenten Viskosität aus gestörten Navier-Stokes-Gleichungen anstelle klassischer Näherungen entsteht, zu einer übermäßigen Diffusion der Lösungen führt.

William LaytonFri, 13 Ma🔢 math

A Machine Learning-Enhanced Hopf-Cole Formulation for Nonlinear Gas Flow in Porous Media

Diese Arbeit stellt ein integriertes Framework vor, das die Hopf-Cole-Transformation mit einem Deep-Learning-Ansatz kombiniert, um die nichtlineare Gasströmung in porösen Medien unter Berücksichtigung von Klinkenberg-Effekten präzise zu modellieren und gleichzeitig eine effiziente inversen Bestimmung schwer messbarer Parameter zu ermöglichen.

V. S. Maduru, K. B. NakshatralaFri, 13 Ma🔢 math

Irreversible Port-Hamiltonian Formulations for 1-Dimensional fluid systems

Diese Arbeit erweitert das Rahmenwerk der irreversiblen Port-Hamiltonschen Systeme auf eindimensionale, nicht-entropische Fluidsysteme mit viskoser Dissipation, indem sie konvektiven Transport durch modifizierte Differentialoperatoren konsistent einbindet und eine parametrisierte Randsteuerung entwickelt, die die ersten und zweiten Hauptsätze der Thermodynamik erfüllt.

Ahlam Ouardi, Arijit Sarkar, Hector Ramirez, Yann Le GorrecFri, 13 Ma🔬 physics

Integral analysis based diagnostics of turbulence model errors in skin friction

Die Studie stellt ein auf dem Winkelimpulsintegral basierendes Diagnoseverfahren vor, das Fehler in Turbulenzmodellen durch die Isolierung physikalischer Mechanismen wie turbulenter Drehmomente und Druckgradienten identifiziert und zeigt, dass sich in Wandgrenzschichten oft starke Fehlerkompensationen verbergen, die bei herkömmlichen Vergleichen der Hautreibungskoeffizienten übersehen werden.

Shyam S. Nair, Vishal A. Wadhai, Robert F. Kunz, Xiang I. A. YangFri, 13 Ma🔬 physics

Laminar-to-Turbulent Transition of Yield-Stress Fluids in Pipe and Channel Flows

Diese Studie liefert die ersten direkten numerischen Simulationen des Übergangs von laminarer zu turbulenter Strömung in Herschel-Bulkley-Fluiden durch Rohre und Kanäle, die zeigen, dass der Übergang erst eintritt, wenn die lokalen Reynoldsspannungen die Fließgrenze überschreiten, und dabei einen charakteristischen Bereich intensiver Turbulenz zwischen Re_G ≈ 2000 und 3000 identifizieren.

Shivam Prajapati, Prasoon Suchandra, Vivek Kumar, Ardalan Javadi, Suhas Jain, Cyrus AidunFri, 13 Ma🔬 physics

Rayleigh-Taylor Unstable Flames: Thin and Thick

Die Studie zeigt, dass Rayleigh-Taylor-instabile Flammen durch selbstgenerierte Turbulenz zwar aufgeweitet werden können, ihre innere Struktur sich jedoch von der klassischer turbulenter Flammen unterscheidet, was wichtige Implikationen für deren Subgrid-Modellierung in komplexen Systemen hat.

Elizabeth P. HicksFri, 13 Ma🔬 physics

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