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995 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.

Collapse of a hemicatenoid bounded by a solid wall: instability and dynamics driven by surface Plateau border friction

Diese Studie präsentiert numerische Simulationen und experimentelle Messungen, die zeigen, dass der Kollaps eines Hämikatenoiden-Seifenfilms, der durch eine feste Wand begrenzt ist, durch viskose Dissipation innerhalb der oberflächennahen Plateau-Ränder angetrieben wird, ein Mechanismus, der sich vom inertie-dominierten Kollaps freier Katenoide unterscheidet und für die Fragmentierung von Blasen in eingeschlossenen Geometrien relevant ist.

Christophe Raufaste, Simon Cox, Raymond E. Goldstein, Adriana I. Pesci2026-01-26🔬 cond-mat

Scaling the tail beat frequency and swimming speed in underwater undulatory swimming

Diese Arbeit schlägt Skalierungsgesetze für undulierendes Schwimmen vor und validiert diese, wobei sie einen Übergang im Verhalten der Schwanzschlagfrequenz bei etwa 0,5–1 m aufzeigen, bei dem kleinere Tiere durch biologische Muskelbeschränkungen limitiert werden, während größere Tiere durch Fluid-Schwimmer-Interaktionen bestimmt werden, was letztlich eine maximale Schwimmgeschwindigkeit von 5–10 m/s vorhersagt, um Kavitation zu verhindern.

Jesús Sánchez-Rodríguez, Christophe Raufaste, Mederic Argentina2026-01-26🔬 physics

Optimum control strategies for maximum thrust production in underwater undulatory swimming

Diese Studie nutzt einen biomimetischen Roboterschwimmer in Kombination mit maschinellem Lernen und intuitiven Modellen, um optimale Steuerungsstrategien zur Maximierung der Schubproduktion zu identifizieren, wobei eine praktische, modellfreie Implementierung für die autonome Unterwasserlokomotion geschaffen wird, die Fluiddynamik, Robotik und Biologie miteinander verbindet.

L. fu, S. Israilov, J. Sanchez Rodriguez, C. Brouzet, G. Allibert, C. Raufaste, M. Argentina2026-01-26🔬 physics

Self-similar and Universal Dynamics in Drainage of Mobile Soap Films

Diese Studie zeigt experimentell auf, dass die Drainage-Dynamik vertikaler rechteckiger Seifenfilme selbstähnlich und universell ist, gesteuert durch eine einzige physikalische Skalargröße, welche die Dickenprofile unter verschiedenen Bedingungen vereinheitlicht und neue Einblicke in die marginale Regeneration bietet.

Antoine Monier, François-Xavier Gauci, Cyrille Claudet, Franck Celestini, Christophe Brouzet, Christophe Raufaste2026-01-26🔬 cond-mat

Undulatory underwater swimming: Linking vortex dynamics, thrust, and wake structure with a biorobotic fish

Diese Studie untersucht experimentell die Nachlaufdynamik eines biorobotischen Fisches mittels Particle Image Velocimetry, um zu demonstrieren, wie die Strouhal-Zahl die Beziehung zwischen Wirbelringcharakteristika, Nachlaufstruktur und Schubproduktion steuert und letztlich ein universelles Modell für das undulierende Unterwasser-Schwimmen etabliert.

Christophe Brouzet, Christophe Raufaste, Médéric Argentina2026-01-26🔬 physics

Non-invasive imaging of solute redistribution below evaporating surfaces using 23Na-MRI

Diese Studie nutzt 23Na-MRT^{23}\text{Na-MRT}, um experimentell zu demonstrieren, dass dichtegetriebene Fingering-Instabilitäten in hochpermeablen porösen Medien eine signifikante vertikale Umverteilung verdampfender Stoffe nach unten verursachen, was eine Oberflächensättigung verhindert, während Medien mit geringerer Permeabilität einen extremen Konzentrationsaufbau nahe der Oberfläche zulassen.

M. A. Chaudhry, S. Kiemle, A. Pohlmeier, R. Helmig, J. A. Huisman2026-01-26🔬 physics

Slow uniform flow of a rarefied gas past an infinitely thin circular disk

Diese Arbeit löst numerisch das linearisierte BGK-Modell für eine stationäre, rarefizierte Gasströmung an einer unendlich dünnen kreisförmigen Scheibe und zeigt die Bildung einer kinetischen Grenzschicht sowie den thermischen Polarisations-Effekt nahe der Kante der Scheibe auf, welche mit Kn1/2\mathrm{Kn}^{1/2} skalieren, während gleichzeitig die Schleppkräfte berechnet werden, die über einen weiten Bereich von Knudsen-Zahlen mit bestehenden Ergebnissen übereinstimmen.

Takuma Tomita, Satoshi Taguchi, Tetsuro Tsuji2026-01-26🔬 physics

Investigation of cohesive particle deagglomeration in homogeneous isotropic turbulence using particle-resolved DNS

Diese Studie verwendet partikelaufgelöste direkte numerische Simulationen, um die Deagglomeration kohäsiver Partikelagglomerate in homogener isotroper Turbulenz zu untersuchen, wobei sie aufzeigt, dass der durch Erosion getriebene Bruch der dominante Mechanismus ist, der durch dehnungsdominierte Strömungsstrukturen gesteuert wird, und liefert Daten zur Entwicklung physikbasierter Aufbruchskerne für gröbere Simulationsmodelle.

Ali Khalifa, Michael Breuer2026-01-26🔬 physics

Water wave scattering by a surface-mounted rectangular anisotropic elastic plate

Diese Arbeit untersucht die Streuung von Wasserwellen an einer auf einer Oberfläche montierten rechteckigen anisotropen elastischen Platte mit verschiedenen Randbedingungen, indem sie eine Rayleigh–Ritz-Methode zur Trockenmoden-Expansion mit einer mittels einer Constant-Panel-Methode gelösten Randintegralgleichung kombiniert, um resonante Antworten und symmetrie-verbotene Modenanregungen zu analysieren.

Ben Wilks, Michael H. Meylan, Zachary J. Wegert, Vivien J. Challis, Ngamta Thamwattana2026-01-26🔬 cond-mat.mtrl-sci