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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 untersucht die zweidimensionale Kelvin-Helmholtz-Instabilität in Kollisionplasmen mit anisotropem Druck mittels CGL-Gleichungen und zeigt, dass im Vergleich zum MHD-Limit die Wachstumsraten, Stromdichten und die Bildung magnetischer Inseln sowie intermittierender Strömungsmuster im MHD-Grenzbereich am stärksten ausgeprägt sind, da im CGL-Regime ein Teil der Energie in die Ausbildung von Druckanisotropien fließt.
Diese Arbeit stellt eine adaptive Methode zur Identifizierung kausal kohärenter Strukturen in turbulenten Grenzschichten mittels Shannon-Transfer-Entropie vor, die durch die Analyse von Informationsflüssen zwischen den Schichten neue Einblicke in die kausalen Wechselwirkungen chaotischer dynamischer Systeme ermöglicht.
Diese Studie verknüpft die Rheologie von Granulatsuspensionen mit Geschwindigkeitsschwankungen, leitet effektive Navier-Stokes-Gleichungen für verschiedene Strömungsregime ab und zeigt, dass turbulente Strömungen zwar einen direkten kinetischen Energiekaskadenprozess aufweisen, dieser jedoch eine quantitativ von Newtonschen Fluiden abweichende Skalierungsgesetzlichkeit folgt.
Diese Studie untersucht numerisch, wie Wandgleitbedingungen die Ausrichtung von kurzen starren Fasern in einer hyperbolischen Kanalströmung beeinflussen, wobei sich zeigt, dass ein erhöhter Gleitkoeffizient die Ausrichtungsbereiche der Fasern von der Mittelebene hin zu den Wänden ausdehnt.
Diese Studie untersucht ein neues Paradigma für die Beschichtung von Objekten mittels hochfrequenter Oberflächenwellen, die dünne Ölfilme über Hindernisse auf einem piezoelektrischen Substrat transportieren, und kombiniert Experimente mit einem vereinfachten theoretischen Modell, das die Kopplung von Ultraschall, Kapillarität und Schwerkraft beschreibt.
Die Studie nutzt Simulationen, um zu zeigen, dass Scherung in aktiven Suspensionen von Squirmern die Gesamtenergie dissipierung erhöht und die relative Viskosität senkt, wobei sich die Partikel bei hohen Scherraten wie passive Kugeln verhalten und durch eine erhöhte nematische Ordnung sowie anisotrope Korrelationen ungewöhnliche rheologische Antworten hervorrufen.
Diese Studie untersucht die räumliche lineare Instabilität eines viskoelastischen Flüssigkeitsstrahls in einem ko-fließenden Gasstrom und zeigt, dass mit steigender Elastizität und Weber-Zahl ein Übergang von einer druckdominierten, achsensymmetrischen zu einer schergesteuerten, helikalen Instabilität stattfindet, der durch eine theoretische Modellierung und experimentelle Validierung bestätigt wird.
Diese Studie demonstriert experimentell und theoretisch, wie durch die Kombination von Stufen und seitlichen Versätzen in rechteckigen Mikrokanälen kapillare Strömungen passiv gesteuert, zwischen gepinnten und fließenden Zuständen umgeschaltet sowie in parallelen Kanälen synchronisiert werden können.
Diese numerische Studie untersucht die Druckströmung in gekrümmten Kanälen mit niedrigem Seitenverhältnis im Bereich kleiner bis moderater Dean-Zahlen und zeigt, dass die Strömung bei Dean-Zahlen unter 100 stabil bleibt, während sich bei höheren Werten transiente Strukturen entwickeln, wobei sich die Geschwindigkeitsmaxima und Wirbelzentren in Abhängigkeit von Reynolds-Zahl und Krümmungsverhältnis zur Außenwand verschieben.
Diese Arbeit stellt eine stabile und allgemeine Quanten-Fractional-Step-Gitter-Boltzmann-Methode für inkompressible Strömungen vor, die durch eine hybride Quanten-Klassische Implementierung die Stabilitätsprobleme früherer Ansätze bei hohen Reynoldszahlen überwindet und erstmals dreidimensionale thermische Strömungen simuliert.