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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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Cette étude propose une méthode de volume de fluide agnostique à la grille pour les écoulements multiphasiques compressibles, qui généralise le lissage d'interface sous forme de force volumique antidiffusive et intègre la tension de surface, validée par des tests de convergence capillaire et de rupture de gouttelettes sur des maillages arbitraires.
Cette étude démontre que, pour des écoulements visqueux dans des tubes à parois ondulées, le maintien du volume intérieur constant (par réduction du rayon moyen) plutôt que du rayon moyen constant modifie significativement le débit et la résistance hydraulique, avec des écarts pouvant atteindre 50 %, et propose une loi d'échelle pour relier ces deux cas.
Cet article passe en revue un modèle cinétique simplifié, dit modèle Δ, pour décrire les fluides granulaires confinés et vibrés, en démontrant comment il permet de dériver des équations hydrodynamiques stables et de prédire avec succès des phénomènes tels que la non-équipartition de l'énergie et la violation de la réciprocité d'Onsager dans les mélanges granulaires.
Cet article présente le FP-HMsNet, une architecture de réseau neuronal hiérarchique combinant des opérateurs de Fourier et des réseaux multi-échelles pour prédire avec une grande précision et une efficacité computationnelle supérieure les écoulements de fluides dans des milieux poreux hétérogènes à fort contraste.
Cet article présente un modèle numérique efficace de l'acoustique non linéaire faible en deux et trois dimensions pour des conduits courbes, permettant d'analyser les effets de la torsion, de la courbure et de la variation de largeur sur la formation d'ondes de choc et les pertes acoustiques, avec des applications potentielles pour les instruments à vent.
Cette étude analyse l'éclosion des instabilités thermo-convectives dans des systèmes binaires à deux couches près de leur température de solution critique supérieure, en démontrant que l'augmentation de la solubilité réduit le domaine d'apparition des régimes oscillatoires pour la convection purement gravitationnelle, tandis que l'ajout d'effets thermocapillaires induit une expansion ou une contraction spécifique du système de l'espace paramétrique d'instabilité.
Cet article propose un algorithme de données combinant l'embedding temporel, la théorie de Koopman et l'estimation linéaire optimale pour prédire avec précision l'évolution future des structures dominantes d'écoulements turbulents tridimensionnels à partir de mesures de capteurs épars, même sur des fenêtres temporelles largement supérieures à l'échelle de Lyapunov.
Cette étude démontre que la performance et la convergence des modèles d'ordre réduit basés sur la projection de Galerkin pour l'écoulement de Couette sont fortement dépendantes de l'état du fluide, les modes de POD étant optimaux pour l'état turbulent tandis que les modes de tronction équilibrée ou de stabilité linéaire sont plus efficaces près de l'état laminaire.
Cette étude présente un cadre novateur utilisant le modèle climatique hybride différentiable NeuralGCM pour optimiser les conditions initiales et générer des scénarios de vagues de chaleur extrêmes physiquement cohérents, dépassant en intensité les membres les plus sévères des ensembles traditionnels.
Cet article étend le concept de hauteurs de protrusion pour les rainures (riblets) au-delà de l'approximation du premier ordre en utilisant une expansion asymptotique complète, permettant ainsi de dériver des conditions aux limites équivalentes d'ordre supérieur tout en révélant des résultats inattendus concernant l'apparition des non-linéarités dans l'équation de Navier-Stokes.