1247 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 Studie zeigt, dass die Scherverdickung von Suspensionen durch die unabhängige Einstellung von Oberflächenrauheit und physikochemischen Wechselwirkungen, insbesondere Wasserstoffbrückenbindungen, präzise gesteuert werden kann, um den Übergang von kontinuierlicher zu diskontinuierlicher Scherverdickung zu kontrollieren.
Dieser Artikel stellt ein räumlich aufgelöstes, nicht-lokales Kontinuumsmodell auf Fluiditätsbasis vor, das das scherverursachte Fließen und die damit verbundenen komplexen Phänomene wie Spannungsüberschwingen und Scherbänderung in weichen glasartigen Materialien quantitativ beschreibt.
Die Autoren stellen einen neuartigen Quantenalgorithmus vor, der mithilfe der Cole-Hopf-Transformation die Burgers-Gleichung löst und eine exponentielle Beschleunigung gegenüber klassischen Finite-Differenzen-Methoden bei der Berechnung statistischer Größen der Strömung ermöglicht.
Die Studie zeigt, dass flexible Fischflossen durch einen Mechanismus der lokalen Kraftumlenkung bis zu 70 % effizienter sind als starre Propeller, da sie durch Verformung die Strömungskräfte so ausrichten, dass der Energieaufwand für die Erzeugung seitlicher Kräfte minimiert wird.
Diese Arbeit stellt die GPU-beschleunigte Implementierung des scharfen Grenzflächen-Immersed-Boundary-Lösers ViCar3D vor, die durch den Einsatz von OpenACC, CUDA Fortran und MPI eine signifikante Leistungssteigerung von bis zu 20-fach und eine hohe Skalierbarkeit für großvolumige Strömungssimulationen mit bis zu 200 Millionen Gitterpunkten ermöglicht.
Diese Studie nutzt direkte numerische Simulationen polydisperser Tröpfchen in Turbulenz, um die Kollisionswahrscheinlichkeiten im kritischen „Bottleneck"-Bereich zu analysieren, eine verbesserte Parametrisierung für die Radialverteilungsfunktion vorzuschlagen und zu zeigen, dass turbulente Intermittenz das Tröpfchenwachstum beschleunigen und die Niederschlagsbildung erleichtern kann.
Diese Studie zeigt mittels räumlicher dynamischer Modenzerlegung, dass eine aufrechterhaltene Plastron-Schicht auf einer superhydrophoben Kugel die Instabilitäten in der Scherströmung ihres Nachlaufs signifikant verändert, während die bloße Anwesenheit der Poren für die Gaszufuhr nur einen geringen Einfluss hat.
Diese Arbeit verwendet eine Lyapunov-Methode zur Berechnung einer oberen Schranke für die transiente Energieverstärkung in beschleunigten und verzögerten wandgetriebenen Strömungen, wobei sich zeigt, dass verzögerte Basisströmungen eine signifikant größere Verstärkung aufweisen als beschleunigte.
Diese Arbeit leitet durch eine auf einem endlichen Längenskalen-Expansionsverfahren basierende Grobstrukturierung der Madelung-Gleichungen eine makroskopische Beschreibung von Quantenflüssigkeiten her, die endlichem Vortizität und eine neuartige, viskositätsähnliche Spannung ermöglicht.
Diese Arbeit zeigt, dass die Lyapunov-Methode mit einer zeitabhängigen Gewichtsmatrix und zeitlicher Diskretisierung die Wachstumsrate und die gefährlichsten Störungen eines thermohalinen Konvektionssystems mit zeitlich variierender Scherströmung zuverlässig bestimmt und dabei zu denselben Ergebnissen wie Floquet-Theorie und numerische Simulationen führt, jedoch mit einem günstigeren Rechenaufwand.