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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.
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Im Folgenden finden Sie die aktuellsten Beiträge aus diesem spannenden Bereich der Physik, die Sie direkt zu den neuesten Erkenntnissen führen.
Diese Studie nutzt eine der bisher größten patientenspezifischen CFD-Kohorten, um nachzuweisen, dass spezifische geometrische Merkmale von Bauchaortenaneurysmen die Hämodynamik zuverlässig prägen und somit als vielversprechende Biomarker für die Risikoabschätzung dienen können.
Diese Studie untersucht mittels Lattice-Boltzmann-Simulationen und hydrodynamischer Theorie, wie Form, Wandnähe und Trägheit die Dynamik getriebener Sphäroide in einem viskosen Fluid beeinflussen, wobei sich zeigt, dass die optimale Geschwindigkeit von der Partikelform abhängt und Konfinement sowie schwache Trägheit zu komplexen, nichtlinearen Trajektorien und neuen stabilen Fixpunkten führen.
Die Studie zeigt, dass der dominierende Mechanismus für den erhöhten Strömungswiderstand viskoelastischer Fluide in porösen Medien von der spezifischen Kombination aus Fluidrheologie und geometrischer Komplexität abhängt, wobei bei konstantviskosen Fluiden die Dehnviskosität und bei scherverdünnenden Fluiden chaotische Fluktuationen die Hauptursache darstellen.
Diese experimentelle Studie untersucht, wie das „Pumpen" eines Segels durch periodische Pitching-Oszillationen die Vortriebskraft im Windsurfen erhöht und den positiven Anstellwinkelbereich erweitert, jedoch gleichzeitig einen nachteiligen Anstieg der Driftkraft verursacht.
Diese Arbeit entwickelt ein makroskopisches Modell für den gekoppelten Transport und die Adsorption in porösen Filtern mit langsam variierender Porosität, indem sie von der klassischen solenoidalen Einschränkung abweicht und durch eine nicht-gleichgewichtsthermodynamisch begründete Bedingung zeigt, wie Porositätsgradienten und Mischungsdynamik die Filterleistung und das optimale Design maßgeblich beeinflussen.
Diese Studie untersucht experimentell, wie Salinität und Neigungswinkel die Schmelzrate und die Morphologie von Eisblöcken in ruhendem Salzwasser beeinflussen, wobei fünf verschiedene Oberflächenregime identifiziert und eine nicht-monotone Abhängigkeit der Schmelzrate von der Salinität festgestellt wurde.
Diese experimentelle Untersuchung turbulenter Scherströmungen bei hohen Reynolds-Zahlen zeigt, dass die Energiespektren im intermediären Dissipationsbereich eine universelle gestreckt-exponentielle Form mit einem reynolds-zahlinvarianten Streckungsexponenten von aufweisen.
Diese Studie erweitert adversariales Q-Learning für intelligente Mikroschwimmer in turbulenter Strömung, um Hindernisse zu berücksichtigen, und zeigt, dass diese Strategie im Vergleich zu naiven Schwimmern und Surfern eine überlegene Navigation ermöglicht, indem sie das Einfangen in Stagnationspunkten verhindert.
Diese Arbeit zeigt, dass neuartige duale Paarungs-Summen-by-Parts-Verfahren (DP-SBP) für nichtlineare Erhaltungsgesetze durch einen entropiestabilen Volumen-Upwind-Filter sowohl entropiestabil als auch lokal energie-stabil sind, was durch theoretische Analysen und numerische Experimente bestätigt wird.
Diese Studie stellt eine quantitative Methode zur Messung von Druckwellen innerhalb eines Tropfens mittels einer verbesserten Hintergrund-Schlieren-Technik vor, die experimentelle Ergebnisse mit numerischen Simulationen übereinstimmend bestätigt und erstmals einen vor und nach der Stoßfokussierung auftretenden Phasenverschiebung nachweist.