physics.flu-dyn articoli

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

Il documento dimostra l'esistenza globale e l'unicità di una soluzione generalizzata per l'equazione quasi-geostrofica tridimensionale inviscida su un dominio cilindrico con sezione trasversale moltiplicamente connessa, sotto condizioni al contorno di Neumann omogenee e flussi laterali nulli con circolazioni costanti, assumendo che il potenziale di vorticità iniziale sia limitato essenzialmente.

Qingshan ChenTue, 10 Ma🔬 physics

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

Questo studio estende il quadro della Dinamica Statistica dello Stato (SSD) alla turbolenza magnetoidrodinamica (MHD) in acque poco profonde per analizzare la formazione e l'equilibrio statistico di strutture coerenti, come getti zonali e campi toroidali, guidate sia dagli sforzi di Reynolds che da quelli di Maxwell, offrendo nuove prospettive su fenomeni astrofisici come la super-rotazione solare e il ciclo solare.

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

A model for limit-cycle switching in open cavity flow

Il paper presenta un modello matematico ridotto per il flusso in una cavità aperta, basato sulla teoria della varietà centrale, che spiega le caratteristiche dinamiche chiave come gli stati di bordo quasi-periodici instabili e l'alternanza dei cicli limite attraverso l'accoppiamento incrociato tra le equazioni delle ampiezze.

Prabal S. NegiTue, 10 Ma🔬 physics

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

Questo studio propone un nuovo framework Meta-PINNs che integra l'apprendimento meta per migliorare l'efficienza e la generalizzazione delle reti neurali fisicamente informate, dimostrando prestazioni superiori nella previsione di flussi turbomacchina complessi in condizioni operative variabili rispetto ai metodi tradizionali.

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

Force Dipole Interactions in Membranes with Odd Viscosity

Questo studio sviluppa un quadro idrodinamico per le interazioni dei dipoli di forza in membrane con viscosità dispari, derivando un tensore di Green esatto che rivela nuovi regimi dinamici e moti chirali caratteristici.

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

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

Questo lavoro propone un framework di ottimizzazione globale guidato da traiettorie, ispirato alla CMA-ES, per il modellamento strutturale-idrodinamico unificato di robot sottomarini sottodimensionati e soft, consentendo l'identificazione simultanea di parametri interni ed esterni con alta fedeltà e scalabilità su sistemi complessi come un robot polipo.

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

Adaptive shape control for microswimmer navigation in turbulence

Questo studio dimostra che l'uso dell'apprendimento per rinforzo per controllare attivamente la forma di un microsciatore sferico permette di massimizzare lo spostamento in flussi turbolenti, superando le strategie a forma fissa e fornendo un modello analitico interpretabile.

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

Lo studio dimostra che la transizione tra i regimi di dinamo a campo debole e forte in un guscio sferico è correlata alla rottura della simmetria equatoriale, innescata dalla crescita improvvisa del campo magnetico, un fenomeno cruciale per garantire che le simulazioni numeriche traccino correttamente il ramo a campo forte rilevante per la geodinamo.

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

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

Questo studio dimostra che l'ottimizzazione della forma del profilo alare per turbine a asse verticale e propulsori cicloidali è efficace solo in configurazioni ad alta solidità con stallo dinamico moderato, poiché in condizioni di stallo profondo la separazione del flusso domina e rende inefficaci le modifiche geometriche.

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

Il paper presenta un metodo non supervisionato che, correggendo i bias strutturali nella costruzione della libreria di funzioni tramite una metrica di Mahalanobis e un campionamento uniforme in lunghezza d'arco, ricostruisce lo scheletro dinamico dei flussi turbolenti a parete utilizzando esclusivamente dati di pressione e sforzo di taglio, permettendo di identificare stati coerenti e transizioni senza conoscenze a priori.

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

Sensitivity of Isothermal Swirl Combustor Flow to Inlet Reynolds Number

Questo studio numerico, condotto con il modello RANS k-omega SST su un combustore a vortice isoterma, dimostra che l'aumento del numero di Reynolds intensifica significativamente le zone di ricircolo interno ed esterno senza alterarne la posizione assiale, garantendo un'ancoraggio stabile della fiamma.

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

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

Questo studio presenta una nuova piattaforma sperimentale basata sull'inseguimento lagrangiano di particelle che, attraverso l'identificazione e la mitigazione di specifici artefatti ottici, permette di osservare con alta risoluzione il raggruppamento e la coalescenza di micro-gocce in turbolenza d'aria a scale sub-Kolmogorov.

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

Hydrodynamic origins of symmetric swimming strategies

Lo studio dimostra che in fluidi viscosi la simmetria spaziale dei movimenti di nuoto non è solo un vincolo biologico, ma un principio fisico emergente che garantisce l'efficienza idrodinamica ottimale, spiegando la prevalenza di tali strategie in natura.

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

Lo studio analizza l'evoluzione non lineare del modo inerziale instabile a latitudine elevata con numero d'onda longitudinale $m=1$ su una sfera in rotazione differenziale, dimostrando tramite simulazioni numeriche che la saturazione dell'instabilità avviene attraverso una biforcazione di Hopf supercritica guidata dagli stress di Reynolds, portando a velocità di saturazione compatibili con le osservazioni solari.

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

Questo studio dimostra che le caratteristiche macroscopiche del flusso bifase in mezzi porosi possono essere previste mappando la distribuzione delle gocce su un modello di vetro di spin, rivelando una corrispondenza sorprendente tra la transizione di fase vetrosa del modello e il regime di flusso non lineare caratterizzato da isteresi e forti fluttuazioni.

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

Breakup of an active chiral fluid

Lo studio analizza la dinamica di rottura non lineare di una striscia di fluido chirale attivo, dimostrando che lo spessore della striscia tende a zero secondo una legge di potenza in tempo finito e confermando le previsioni analitiche e numeriche attraverso un accordo qualitativo con gli esperimenti.

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

Topological entropy of stationary three-dimensional turbulence

Gli autori estendono il loro lavoro precedente alla turbolenza tridimensionale presentando un quadro euleriano esatto per calcolare l'entropia topologica basandosi esclusivamente sulla distribuzione degli autovalori del tensore di velocità di deformazione e sui loro tempi di decorrelazione, eliminando così la necessità di un complesso tracciamento lagrangiano.

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

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

Questo studio indaga il moto delle particelle sotto onde d'acqua profonda fino al terzo ordine di non linearità, dimostrando che la classica formulazione della deriva di Stokes sottostima leggermente la deriva superficiale e la sovrastima in profondità, mentre l'incorporazione di termini armonici differenziali migliora l'accordo con le teorie delle onde non lineari.

Raphael StuhlmeierThu, 12 Ma🔬 physics

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

Questo studio identifica una transizione unica in un singolo stato di fondo tra le instabilità di Kelvin-Helmholtz, Holmboe e Miles, rivelando come il rapporto di densità governi la generazione di onde, la struttura dello stress di Reynolds e la morfologia non lineare in flussi geofisici e astrofisici.

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

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

Lo studio presenta simulazioni numeriche dirette del flusso di Couette-Poiseuille che dimostrano come, in regime turbolento auto-sostenuto, l'ondulazione delle strisce sia una funzione quadratica dell'ampiezza dei vortici, confermando un passaggio chiave del modello di auto-sostentamento di Waleffe.

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

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