989 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 kombiniert Mikro-CT und zeitaufgelöste Röntgenradiographie, um zu zeigen, dass eine erhöhte Nadelung in stochastischen Vliesstoffen die Fasern in Dickenrichtung ausrichtet und trotz verringerter Einphasenpermeabilität bevorzugte Flusspfade für den kapillaren Flüssigkeitstransport schafft, deren Geschwindigkeit exponentiell von der Sättigung abhängt.
Diese Arbeit entwickelt ein dreidimensionales dynamisches System zur Beschreibung des passiven Gleitflugs, das eine anziehende invariante Mannigfaltigkeit der Endgeschwindigkeit und eine Separatrix identifiziert, welche die Stabilität und Robustheit des Gleitens für biologische und technische Tragflächen in Abhängigkeit von der Anfangsbedingung global geometrisch charakterisiert.
Diese theoretische Studie entwickelt eine Störungstheorie zur Beschreibung der Verformung und Ausrichtung einer viskositätsbehafteten Kapsel in linearen Strömungen, wobei der Einfluss verschiedener elastischer Membranmodelle, Oberflächenspannung und Biegesteifigkeit auf den Taylor-Parameter und den Neigungswinkel analysiert und durch numerische Simulationen validiert wird.
Die Studie zeigt, dass eine wandbasierte, stationäre Querströmung die lineare Stabilität der Poiseuille-Strömung signifikant verbessert, indem sie sowohl das Wachstum von Störungen verringert als auch den Übergang zur Turbulenz verzögert, was gleichzeitig zu einer Reduktion des turbulenten Reibungswiderstands führt.
Die Studie zeigt, dass das HydroPol2D-Modell mit lokaler Inertialnäherung eine 23-mal schnellere und dennoch präzise Alternative zum vollständigen HEC-RAS 2D-Löser für Hochwasserprognosen in städtischen Gebieten und bei Dammbrüchen darstellt, wobei jedoch die Vernachlässigung detaillierter urbaner Infrastruktur zu signifikanten Abweichungen in den Abflussdaten führen kann.
In diesem Experiment wird die Josephson-Anderson-Beziehung, die ursprünglich aus der Quantenphysik von Supraflüssigkeiten stammt, erstmals erfolgreich durch die Messung des hydrodynamischen Widerstands einer beschleunigten Platte in Wasser verifiziert und zeigt dabei eine hervorragende Übereinstimmung zwischen theoretischer Vorhersage und experimentellen Daten.
Die Arbeit liefert mittels sauberer numerischer Simulationen Hinweise darauf, dass die Navier-Stokes-Gleichungen unterschiedliche globale Lösungen aus fast identischen Anfangsbedingungen zulassen, was neue Erkenntnisse zur Eindeutigkeit und Existenz dieser Gleichungen im Rahmen des Millennium-Problems der Clay Mathematics Institute bieten könnte.
Die Studie stellt zwei physik-informierte Lernansätze, PIPN und P-IGANO, vor, die erfolgreich in der Lage sind, Strömungen durch und um poröse Strukturen in 2D- und 3D-Szenarien mit hoher Genauigkeit zu modellieren und dabei eine Generalisierung auf neue Geometrien ohne erneutes Training ermöglichen.
Die experimentelle Untersuchung zeigt, dass eine erhöhte Tensidkonzentration bei Tropfenimpakten auf dünne Flüssigkeitsfilme Wirbelringe stabilisiert, azimutale Instabilitäten unterdrückt und durch Marangoni-Spannungen das Mischungsverhalten sowie die Instabilitätsschwelle signifikant beeinflusst.
Diese Studie entwickelt ein einheitliches eindimensionales Modell für gravitativ gedehnte viskoelastische Strahlen, das durch eine globale lineare Stabilitätsanalyse zeigt, wie Elastizität die kritischen Strömungsbedingungen verschiebt und die Wavemaker-Analyse die Düsenregion als dominierenden Ort für die Anfälligkeit gegenüber Störungen identifiziert.