physics.flu-dyn artículos

A global well-posedness result for the three-dimensional inviscid quasi-geostrophic equation over a cylindrical domain

El artículo demuestra la existencia y unicidad global de soluciones generalizadas para la ecuación cuasi-geostrófica tridimensional inviscida en un dominio cilíndrico con sección transversal múltiplemente conexa, bajo condiciones de frontera de Neumann homogéneas y sin flujo con circulaciones constantes, asumiendo que el campo inicial de vorticidad potencial es esencialmente acotado.

Qingshan ChenTue, 10 Ma🔬 physics

Statistical State Dynamics of Large-Scale Structure Formation in Shallow Water Magnetohydrodynamic Turbulence

Este trabajo aplica el marco de Dinámica Estadística de Estados (SSD) a la turbulencia magnetohidrodinámica en aguas poco profundas para demostrar cómo las tensiones de Reynolds y Maxwell interactúan para formar y equilibrar estadísticamente estructuras coherentes de chorros zonales y campos toroidales, ofreciendo una explicación unificada para fenómenos como la superrotación solar y el ciclo solar de 22 años.

Eojin Kim, Brian F. FarrellTue, 10 Ma🔬 physics

A model for limit-cycle switching in open cavity flow

Este artículo presenta un modelo matemático reducido basado en la teoría de la variedad central que explica el cambio de ciclos límite en flujos de cavidad abierta mediante el acoplamiento cruzado de ecuaciones de amplitud, reproduciendo características clave como los estados de borde cuasiperiódicos inestables.

Prabal S. NegiTue, 10 Ma🔬 physics

Meta-PINNs: Meta-Learning Enhanced Physics-Informed Machine Learning Framework for Turbomachinery Flow Predictions under Varying Operation Conditions

Este estudio propone un marco de redes neuronales informadas por la física mejorado con aprendizaje meta (Meta-PINNs) que, al integrar una estrategia de meta-optimización, logra una convergencia más rápida, una generalización superior y una reducción significativa de costos computacionales en la predicción de flujos de turbomáquinas bajo condiciones operativas variables y no vistas.

Yuling Han, Zhihui Li, Zhibin YuTue, 10 Ma🔬 physics

Force Dipole Interactions in Membranes with Odd Viscosity

Este artículo presenta un marco hidrodinámico que describe las interacciones y la dinámica colectiva de dipolos de fuerza en membranas fluidas compresibles con viscosidad impar, derivando un tensor de Green exacto que revela regímenes dinámicos distintivos y fenómenos quirales como la deriva transversal.

Sneha Krishnan, Udaya Maurya, Rickmoy SamantaTue, 10 Ma🔬 physics

Unified Structural-Hydrodynamic Modeling of Underwater Underactuated Mechanisms and Soft Robots

Este trabajo propone un marco de optimización global impulsado por trayectorias, inspirado en CMA-ES, que permite la identificación unificada y precisa de parámetros estructurales e hidrodinámicos acoplados para modelar con alta fidelidad mecanismos subactuados y robots blandos submarinos, demostrando su escalabilidad y transferibilidad desde mecanismos de múltiples cuerpos hasta brazos blandos inspirados en pulpos y robots completos.

Chenrui Zhang, Yiyuan Zhang, Yunfei Ye, Junkai Chen, Haozhe Wang, Cecilia LaschiTue, 10 Ma🔬 physics

Adaptive shape control for microswimmer navigation in turbulence

Mediante el aprendizaje por refuerzo, este estudio demuestra que un microflotador con forma de esferoide que adapta dinámicamente su morfología en función de su orientación y los gradientes de velocidad logra una navegación más eficiente en flujos turbulentos y estocásticos que las estrategias de forma fija, validando además un modelo analítico minimalista que explica estos mecanismos de control.

Jingran Qiu, Lorenzo Piro, Luca Biferale, Massimo Cencini, Bernhard Mehlig, Kristian GustavssonTue, 10 Ma🔬 physics

Magnetoconvection in a spherical shell: Equatorial symmetry during the transition from the weak- to the strong-field regime

Este estudio demuestra mediante simulaciones de magnetocorvección en una cáscara esférica que la transición entre los regímenes de campo magnético débil y fuerte se correlaciona con una ruptura de la simetría ecuatorial, la cual es desencadenada por el crecimiento súbito del campo magnético y es esencial para sostener el régimen de campo fuerte.

Luke J. Gostelow, Robert J. TeedTue, 10 Ma🔬 physics

The Role of Dynamic Stall in Aerofoil Shape Optimisation for Curvilinear Blade Kinematics

Este estudio demuestra que la optimización de la forma de perfiles aerodinámicos para cinemáticas curvilíneas es efectiva únicamente en configuraciones de alta solidez con estallido dinámico moderado, donde la modificación geométrica puede suprimir la separación del vórtice de borde de ataque, mientras que en regímenes de estallido profundo la separación del flujo domina y limita la eficacia de dichas optimizaciones.

Benjamin Irwin, David Toal, Swathi KrishnaTue, 10 Ma🔬 physics

Manifold-Adapted Sparse RBF-SINDy: Unbiased Library Construction and Unsupervised Discovery of Dynamical States in Turbulent Wall Flows

Este artículo presenta un método no supervisado basado en RBF-SINDy que, al corregir los sesgos estructurales en la construcción de bibliotecas mediante el muestreo uniforme en longitud de arco y una métrica de Mahalanobis, logra descubrir y modelar con precisión el esqueleto de estados dinámicos en flujos turbulentos de pared utilizando únicamente mediciones de pared.

Miguel Perez-Cuadrado, Giorgio Maria Cavallazzi, Alfredo PinelliTue, 10 Ma🔬 physics

Sensitivity of Isothermal Swirl Combustor Flow to Inlet Reynolds Number

Este estudio utiliza simulaciones numéricas RANS para demostrar que, en un quemador de turbulencia isotérmico, el aumento del número de Reynolds intensifica significativamente las zonas de recirculación interna y externa sin alterar su ubicación axial, lo que sugiere una anclaje de llama robusto bajo condiciones inerciales variables.

Madan Lal Mahato, Nitesh Kumar SahuTue, 10 Ma🔬 physics

A simple experiment for observing clustering and dynamics of coalescing particles in air turbulence

Este artículo presenta una nueva plataforma experimental basada en seguimiento de partículas Lagrangiano de alta resolución que, mediante la mitigación de artefactos espurios, permite observar y validar estadísticamente el agrupamiento y la dinámica de coalescencia de microgotas inerciales en turbulencia de aire a escalas sub-Kolmogorov.

L. Fu, J. Feng, Y. Chen, F. Gong, X. Meng, E. -W. SawTue, 10 Ma🔬 physics

Hydrodynamic origins of symmetric swimming strategies

Este artículo demuestra que la simetría espacial en los movimientos de natación en fluidos viscosos no es solo una restricción biológica, sino un principio físico de optimización que garantiza la máxima eficiencia locomotora mediante una dualidad hidrodinámica entre giros simétricos y antisimétricos.

Takahiro Kanazawa, Kenta Ishimoto, Kyogo KawaguchiTue, 10 Ma🔬 physics

Nonlinear evolution of unstable solar inertial modes: The case of viscous modes on a differentially rotating sphere

Este estudio investiga numérica y teóricamente la evolución no lineal del modo inercial solar inestable con $m=1$ , demostrando que su saturación ocurre mediante una bifurcación de Hopf supercrítica donde los esfuerzos de Reynolds suavizan la rotación diferencial, alcanzando amplitudes compatibles con las observaciones solares.

Muneeb Mushtaq, Damien Fournier, Rama Ayoub, Peter J. Schmid, Laurent GizonTue, 10 Ma🔭 astro-ph

Glassy phase transition in immiscible steady-state two-phase flow in porous media

Este estudio demuestra que las características macroscópicas del flujo bifásico en medios porosos pueden predecirse mapeando la distribución de gotas a un modelo de vidrio de espines mediante el principio de máxima entropía y aprendizaje automático, revelando una transición de fase análoga donde el régimen de vidrio de espines coincide con un estado de flujo dinámico caracterizado por histéresis y fluctuaciones no lineales.

Santanu Sinha, Humberto Carmona, José S. Andrade Jr., Alex HansenTue, 10 Ma🔬 physics

Breakup of an active chiral fluid

El artículo demuestra que una tira de fluido activo quiral se rompe en tiempo finito siguiendo una ley de potencias, predicción analítica respaldada por simulaciones numéricas y experimentos.

Luke Neville, Jens Eggers, Tanniemola B. LiverpoolThu, 12 Ma🔬 cond-mat

Topological entropy of stationary three-dimensional turbulence

Este artículo presenta un marco euleriano exacto para calcular la entropía topológica de flujos turbulentos tridimensionales estacionarios utilizando únicamente la distribución de eigenvalores del tensor de tasa de deformación local y sus tiempos de descorrelación, lo que elimina la necesidad de rastreo lagrangiano de partículas y facilita su aplicación experimental en flujos industriales y naturales.

Ankan Biswas, Amal Manoharan, Ashwin JoyThu, 12 Ma🔬 physics

Wave-induced drift in third-order deep-water theory

Este estudio investiga el movimiento de partículas bajo olas de aguas profundas hasta el tercer orden no lineal, demostrando que la formulación clásica de la deriva de Stokes presenta ligeras desviaciones que se corrigen al incorporar términos armónicos diferenciales, mejorando así la precisión en la predicción de la deriva tanto para estados de mar regulares como irregulares.

Raphael StuhlmeierThu, 12 Ma🔬 physics

Waves in a shear flow: transition between the KH, Holmboe and Miles instability

Este estudio identifica una transición novedosa en el modo de crecimiento más rápido de ondas en flujos de cizalla, que evoluciona desde la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz hasta la de Holmboe y finalmente la de Miles a medida que disminuye la relación de densidad, demostrando teórica y numéricamente que estos tres modos canónicos coexisten en un único estado de fondo bajo condiciones geofísicas y astrofísicas relevantes.

Anil Kumar, S. Ravichandran, Ratul DasguptaThu, 12 Ma🔬 physics

Waviness and self-sustained turbulence in plane Couette-Poiseuille flow

Mediante simulaciones numéricas directas de flujo de Couette-Poiseuille, el estudio demuestra que la ondulación de las estelas es una función cuadrática de los rodillos cuando su amplitud es suficientemente grande, validando así un paso clave del modelo de proceso de autosostén de Waleffe para la turbulencia.

Manuel Etchevest, Pablo Dmitruk, Supriya Karmakar, Benoît Semin, Ramiro Godoy-Diana, José Eduardo WesfreidThu, 12 Ma🔬 physics

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