1229 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.
Die Studie untersucht experimentell und numerisch, wie ein aktiv gepitchter, perforierter flexibler Plattenantrieb im Vergleich zu starren oder passiven Systemen durch komplexe Wirbelübergänge und Lagrange'sche kohärente Strukturen die thermische Durchmischung und den Stofftransport in einem mittleren Reynolds-Zahlenbereich verbessert, was neue bioinspirierte Ansätze für Wärme- und Stoffdispenser eröffnet.
Die Autoren entwickelten und validierten zwei neue OpenFOAM-Löser (epotMicropolarFoam und epotMMRFoam) zur Simulation von MHD-Mikropolarströmungen, die zeigen, dass der bisher oft vernachlässigte Effekt der Mikromagnetorotation (MMR) die Strömungsgeschwindigkeit und Wirbelbildung in biologischen Anwendungen wie Blutfluss signifikant reduziert und stabilisiert.
Die Autoren leiten ein thermodynamisch konsistentes Freigrenzflächenmodell für Zweiphasenströmungen in einem sich entwickelnden Bereich her, das durch Navier-Stokes-Gleichungen und eine bulk-oberflächen-konvektive Cahn-Hilliard-Gleichung die Wechselwirkungen zwischen Volumen und Grenzfläche sowie den Materialaustausch und variable Kontaktwinkel beschreibt.
Dieser Artikel stellt eine datengestützte Methode zur Analyse des transienten Wachstums von Störungen in Scherströmungen vor, die es ermöglicht, optimale Anfangsbedingungen und Energieverstärkungen direkt aus Strömungsdaten zu berechnen, ohne dass eine Linearisierung der Navier-Stokes-Gleichungen oder die Entwicklung neuer Codes erforderlich ist.
Diese Studie nutzt PDE-gestützte Optimierung, um für die eindimensionale Burgers-Gleichung Anfangsbedingungen zu finden, die eine selbstähnliche Energiekaskade gemäß der Kolmogorov-Theorie erzeugen, wobei zwei Lösungsfamilien (viskös und inertial) identifiziert werden, wobei nur die inertialen Lösungen bei geringer Viskosität das gewünschte physikalische Verhalten durch gleichmäßige Wellenfrontsteilheit aufweisen.
Diese Arbeit zeigt, dass sich in der Mikrofluidik Partikel und starre Dumbbells durch gezielte Brechung der Strömungssymmetrie in Stokes-Strömungen über Stromlinien hinweg manipulieren lassen, wobei für einzelne Partikel die Wechselwirkung mit Grenzflächen entscheidend ist, um sie zu festen Punkten, Zyklen oder zur Anheftung zu lenken.
Diese Studie liefert erstmals direkte, zeitlich aufgelöste Messungen des dreidimensionalen Strömungsfeldes eines frei schwimmenden Einzellers (Chlamydomonas reinhardtii), enthüllt dabei überraschende Wirbelphänomene und topologische Veränderungen sowie deren biologische Auswirkungen auf den Energieverbrauch und die Schwimmeffizienz.
Die Studie stellt ein neuartiges dreidimensionales CFD-Makromodell für Adsorptionsprozesse in Festbettadsorbern vor, das durch die Integration von Porenbelegungsgrad-Effekten validiert wurde und durch eine optimierte Geometrie mit höherer Oberfläche die Effizienz von CO₂-Abscheidungsprozessen im Vergleich zu herkömmlichen zylindrischen Designs signifikant steigert.
Die Studie optimiert ein mikrofluidisches Gerät zur Analyse der Chemotaxis von Escherichia coli, wobei sie zeigt, dass die Schwimmgeschwindigkeit im Fluid proportional zum Gradienten der Logarithmus-Konzentration ist, während die chemotaktische Flussdichte an Oberflächen gehemmt wird.
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.