1255 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 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.
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.
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.
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.
Diese Studie untersucht mittels numerischer Simulationen mit dem Solver Basilisk die Verformungs- und Zerfallsdynamik von viskoelastischen LPTT-Tropfen in einem elektrischen Feld und zeigt, dass das elastische Verhalten die Verformung je nach Leitfähigkeits- und Permittivitätsverhältnis unterschiedlich beeinflusst, wobei in bestimmten Bereichen eine nicht-monotone Abhängigkeit von der Deborah-Zahl beobachtet wird.
Diese Arbeit verallgemeinert einen auf ersten Prinzipien basierenden Schließungsansatz von der Struktur-Funktions-Gleichung auf die Hopf-Gleichung für Geschwindigkeitsinkremente, um analytische Lösungen für Multipunkt-Statistiken der Turbulenz zu erhalten, die mit DNS-Daten übereinstimmen und neue Einblicke in die Turbulenzdynamik ermöglichen.
Diese Studie liefert die erste systematische Untersuchung der Dynamik einzelner Wassertropfen bei der Lufttanker-Brandbekämpfung und zeigt, dass die Freigabehöhe, die Luftfeuchtigkeit und die Tropfengröße entscheidend dafür sind, welche Tropfen den Boden erreichen, bevor sie verdampfen oder zerfallen.
Die Autoren stellen ein neuartiges Mehrzweig-Schalenmodell vor, das durch eine hierarchisch organisierte Geometrie die korrekten thermischen Spektren reproduziert und damit erstmals den dualen Kaskadenprozess (inverse Energie- und direkte Enstrophiestromung) in der zweidimensionalen Turbulenz erfolgreich simuliert.
Diese Arbeit leitet und numerisch verifiziert exakte Skalierungsgesetze für isotrope turbulente binäre Fluide, die als Cahn-Hilliard-Navier-Stokes-System beschrieben werden, und zeigt dabei, dass diese Gesetze, ähnlich wie die bekannten hydrodynamischen -Gesetze, sowohl Beiträge aus dem Volumenfluss als auch aus der Grenzflächendynamik enthalten.
Die Arbeit liefert Evidenz dafür, dass Quantencomputer die klassische Simulation von Fluiddynamik im Allgemeinen nicht signifikant übertreffen können, indem sie untere Schranken für die Anzahl der benötigten Kopien des Anfangszustands bei der Simulation der Korteweg-de-Vries- und der Euler-Gleichungen nachweisen.