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La dynamique des fluides explore comment les liquides et les gaz se déplacent, des courants océaniques invisibles aux écoulements d'air autour d'une aile d'avion. Ce domaine fascinant révèle les lois qui régissent la matière en mouvement, reliant des phénomènes quotidiens comme la météo à des applications technologiques complexes. Sur Gist.Science, nous rendons ces découvertes accessibles à tous, sans barrières linguistiques ni jargon excessif.
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Cet article présente une approche de mécanique statistique, fondée sur l'entropie informationnelle de Shannon, pour décrire l'écoulement diphasique immiscible dans les milieux poreux à l'échelle du continuum, offrant ainsi une formalisation thermodynamique gérable qui intègre la physique à l'échelle des pores et introduit de nouvelles variables émergentes comme la vitesse co-mobile.
Les auteurs développent un modèle de réseau poreux basé sur la mécanique des fluides à l'échelle des pores pour simuler l'écoulement de fluides à seuil dans des milieux poreux désordonnés, démontrant que les pertes de charge près du seuil d'écoulement sont gouvernées par les statistiques des constriction plutôt que par l'échelle des obstacles, et que le glissement aux parois permet de réactiver des voies d'écoulement autrement bloquées.
Cet article présente un modèle thermodynamiquement cohérent basé sur la théorie des milieux poreux pour simuler l'injection de ciment acrylique dans l'os spongieux vertébral en conditions non isothermes, en tenant compte du non-équilibre thermique local entre les phases.
Cette étude combine analyse théorique et simulations numériques pour démontrer comment un écoulement axial, en réduisant l'amortissement de la couche critique, modifie la stabilité d'un vortex de Batchelor soumis à une déformation triangulaire, en favorisant de nouvelles combinaisons de modes instables et en changeant le mode dominant.
En utilisant des stimuli lumineux pour induire des rouleaux de bioconvection dans des suspensions de microalgues phototactiques, cette étude démontre le contrôle du transport collectif de centaines de particules passives macroscopiques, ouvrant la voie à des applications en délivrance ciblée de médicaments et en décontamination.
Cet article établit les fondements théoriques pour la résolution des équations de Navier-Stokes en symétrie axiale dans un cylindre, en utilisant une base de formes harmoniques (composées de modes Beltrami, anti-Beltrami et fermés) pour réduire le problème à une hiérarchie de relations quadratiques destinées à être résolues par un algorithme d'optimisation de type réseaux de neurones informés par la physique.
Cet article propose une exposition méthodique et pédagogique des principes de dérivation des équations pseudo-Lagrangiennes et de la théorie GLM pour un fluide inviscide, incompressible et homogène, en se distinguant des approches existantes pour faciliter l'apprentissage de ce sujet.
Cet article présente un cadre théorique et numérique démontrant que, contrairement au cas rotatif, les écoulements turbulents non-rotatifs sur des topographies évoluent vers des états stationnaires où les grands tourbillons se stabilisent dans les vallées topographiques, avec des implications majeures pour la compréhension des régimes planétaires à grand nombre de Rossby.
Ce papier présente FDTO, une méthode d'optimisation de perte discrète couplant des transformations de coordonnées curvilignes et un schéma de pas de temps pour résoudre efficacement et avec précision des écoulements incompressibles sur des géométries complexes, surpassant les réseaux de neurones informés par la physique (PINN) en termes de stabilité, de précision et d'efficacité mémoire.
Cette étude identifie pour la première fois des états cohérents exacts, tels que des ondes progressives et des orbites périodiques relatives, au sein de la dynamique chaotique d'un film tombant vertical en utilisant une approche de réduction de dimension basée sur la variété inertielle.