1169 articoli
La fluidodinamica esplora come i liquidi e i gas si muovono e interagiscono con il mondo che li circonda, dall'aria che scorre sulle ali di un aereo fino ai flussi sanguigni nel nostro corpo. Questo affascinante ramo della fisica unisce matematica complessa e osservazioni pratiche per decifrare i misteri del moto nei fluidi.
Su Gist.Science, analizziamo sistematicamente ogni nuovo preprint pubblicato su arXiv in questa categoria. Per ogni studio, offriamo sia una spiegazione chiara e semplice, accessibile a tutti, sia un riassunto tecnico dettagliato per chi desidera approfondire i modelli matematici. Di seguito trovate l'elenco dei più recenti articoli in questo campo.
Questo studio sulla turbolenza elasto-inerziale bidimensionale dimostra che, sebbene l'inerzia fluida intensifichi le fluttuazioni turbolente e modifichi i meccanismi di trasferimento della quantità di moto, la turbolenza mantiene una robusta autosimilarità statistica e una distribuzione delle fluttuazioni a code pesanti su un'ampia gamma di numeri di Reynolds.
Questo lavoro presenta un quadro unificato viscoelastico-viscoplastico per la modellazione dei flussi granulari dipendenti dal tasso, che stabilisce un collegamento diretto tra la fisica delle collisioni a livello particellare e lo smorzamento macroscopico derivando una viscosità dal coefficiente di restituzione, mantenendo al contempo la reologia plastica classica e implementando il modello nel metodo del punto materiale per simulare processi transitori con grandi deformazioni.
Questo studio dimostra che le onde superficiali in un vortice di scarico realizzano un analogo idrodinamico unificato degli effetti Aharonov-Bohm e Lense-Thirring, confermando sperimentalmente come la circolazione del flusso generi fasi topologiche e trascinamento dei sistemi di riferimento analoghi a quelli della fisica gauge e gravitazionale.
Questo lavoro propone un metodo sistematico per derivare espressioni esatte per i momenti statistici di ordine arbitrario dei gradienti di velocità in turbolenza isotropa, validando le formule teoriche mediante simulazioni numeriche e mostrando che i momenti longitudinali di ordine superiore a tre dipendono sia dal tasso di dissipazione che dall'autorinforzo della deformazione.
Questo studio utilizza la simulazione numerica diretta (DNS) per valutare le prestazioni della simulazione delle grandi scale (LES) e della media di Reynolds (RANS) nella previsione del mescolamento turbolento di un getto di idrogeno in un flusso trasversale, rivelando che mentre la LES offre risultati eccellenti, il modello RANS sottostima significativamente il mescolamento a causa di un'assunzione errata di diffusività turbolenta isotropa e di un numero di Schmidt turbolento sovrastimato.
Questo articolo presenta una soluzione adattiva senza mesh per la convezione naturale di fluidi non newtoniani in una cavità riscaldata differenzialmente, dimostrando come l'adattamento della densità dei nodi computazionali migliori l'efficienza numerica catturando accuratamente gli strati limite sottili tipici di tali flussi.
Questo studio analizza numericamente come la distribuzione della carica superficiale in nanocanali corrugati influenzi il flusso e il trasporto ionico, rivelando due regimi distinti e un brusco aumento di velocità ad alte pressioni che permette di controllare selettivamente la corrente ionica e la dispersione.
Il documento presenta un veicolo sottomarino cibernetico dotato di pinne pettorali bio-ispirate che, attraverso diverse sincronizzazioni di battito, generano forze e momenti controllabili per manovrare, librarsi e mantenere la posizione.
Lo studio analizza l'evoluzione di un pennacchio di gas iniettato in canali porosi assialsimmetrici curvi, modellati come giacimenti anticlinali, dimostrando come la geometria del canale e la spinta di galleggiamento influenzino dinamicamente l'interfaccia gas-liquido attraverso cinque regimi temporali distinti, con implicazioni cruciali per la sicurezza e l'efficienza dello stoccaggio sotterraneo di idrogeno e CO₂.
Questo studio presenta la prima indagine su un flusso turbolento in canale con particelle coesive risolte, rivelando che l'equilibrio tra aggregazione e frammentazione, valido globalmente, non è locale ma compensato da un trasporto dipendente dalla dimensione che genera una circolazione media in cui gli aggregati più grandi migrano verso le pareti per rompersi mentre quelli più piccoli si allontanano per ricrescere.