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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.
Lo studio valida un modello semplificato a due corpi chirale per dimostrare che la morfologia del flagello, in particolare la lunghezza e il raggio dell'elica, gioca un ruolo fondamentale nel stabilizzare il moto browniano batterico, producendo traiettorie più lineari e stabili.
Questo articolo presenta un nuovo modello di ordine ridotto non lineare, basato sulla teoria di Volterra e sull'algoritmo OMP, capace di descrivere con alta precisione e efficienza computazionale il fenomeno del buffeting transonico e l'accoppiamento aeroelastico su un profilo alare OAT15A.
Questo studio analizza l'instabilità di Kelvin-Helmholtz in plasmi collisionali con pressione anisotropa descritti dalle equazioni CGL, rivelando che, rispetto al limite MHD, la formazione di anisotropie di pressione riduce l'energia disponibile per la curvatura delle linee di campo, portando a correnti più deboli, isole magnetiche più piccole e una minore formazione di intermittenze.
Questo studio collega la reologia delle sospensioni granulari alle fluttuazioni del campo di velocità, costruendo equazioni di Navier-Stokes efficaci per diversi regimi di flusso e dimostrando che, quando il flusso diventa turbolento, si verifica una cascata diretta di energia cinetica con una legge di scala quantitativamente diversa da quella dei fluidi newtoniani.
Questo studio analizza come lo scorrimento alla parete influenzi l'orientamento di fibre corte rigide in un canale iperbolico, dimostrando che l'aumento dello scorrimento estende la regione di allineamento delle fibre verso le pareti, pur mantenendo un allineamento massimo al piano mediano.
Lo studio dimostra che onde acustiche superficiali di ampiezza nanometrica possono guidare la propagazione di film d'olio su ostacoli solidi, rivelando un ricco accoppiamento tra forzamento ultrasonico, capillarità e gravità che è stato validato da un modello teorico bidimensionale in accordo qualitativo con gli esperimenti.
Lo studio utilizza simulazioni di dinamica di Stokes attiva per dimostrare che, nelle sospensioni concentrate di squirmers apolari sottoposte a taglio, l'attività interna e le interazioni idrodinamiche governano la dissipazione energetica e la microstruttura, portando a una riduzione della viscosità relativa e a comportamenti reologici distinti tra spingitori e tiratori che divergono dai sistemi batterici tradizionali.
Questo studio analizza la stabilità spaziale di un getto viscoelastico in un flusso di gas coassiale, rivelando che l'aumento del numero di Weber e dell'elasticità induce una transizione dal modo asse-simmetrico a quello elicoidale, guidata da un nuovo meccanismo di instabilità a taglio potenziato dall'elasticità.
Questo studio presenta un meccanismo passivo basato sulla geometria dei microcanali a gradini e con offset laterali per il controllo preciso e la sincronizzazione dei flussi capillari, permettendo di commutare reversibilmente tra stati di flusso e di arresto del menisco.
Questo studio analizza l'autoforesi di una particella Janus vicino a una parete piana mediante un'analisi asintotica nel limite di lubrificazione, rivelando come la dimensione del cappuccio catalitico determini la stabilità rotazionale della particella quando è inclinata rispetto alla superficie.