1273 件の論文
「物理学 — 流体力学」のカテゴリーでは、液体や気体の流れに関する研究が取り上げられています。川の流れから航空機の翼を設計する技術まで、目に見えない空気の動きを数式で解き明かすこの分野は、私たちの日常や未来の技術に深く関わっています。
当サイトでは、arXiv に投稿された最新のプレプリントをすべて対象に、専門家の手で解説を提供しています。複雑な数式や専門用語を噛み砕いた平易な要約と、より深く理解したい方のための技術的な詳細解説の両方を、Gist.Science が毎日更新しています。
以下に、この分野から選りすぐられた最新の論文リストをご紹介します。
本論文は、ポテンシャル流理論の限界を克服し、VOF 法に基づく数値水槽において、POD による次元削減と順序データ同化、および物理的制約を維持したアンサンブル膨張手法を組み合わせることで、非線形性の強い波の破砕現象を含む自由水面の高精度な再構成を実現する手法を提案し、規則波・不規則波・砕波の 3 つのケースでその有効性を検証したものである。
この論文は、大規模な磁気レイノルズ数における太陽ダイナモの漸近的な究極状態（半球間のヘリシティフラックスを伴う）を簡素化された数値シミュレーションで示唆し、現在の全球的な数値モデルが非漸近的な領域に留まっているという限界と、その克服への道筋を明らかにしています。
本論文は、揺らぐ多孔質膜における空隙率の時間的・空間的変動が流体の透過率に与える影響を、揺らぐダルシーモデルと摂動論を用いて解析し、静的な膜と比較して透過率が大きく変化することを示すとともに、呼吸運動やフォノン、能動的な励起など様々なマトリックス励起モデルへの適用を通じて膜分離技術の最適化への示唆を与えています。
乱流中の水滴成長を記述する非マルコフ確率モデルを用いた直接数値シミュレーションと玩具モデルの解析により、相関衝突は初期成長を加速するが、降水開始に必要な「幸運な水滴」のサイズ間隙越え時間を大幅に短縮する主要因は乱流の断続性であることが示された。
本論文は、複雑なコード実装と構造化格子への制限という課題を克服し、OpenFOAM 環境に一般非構造格子に対応する純粋なフロントトラッキング法ソルバー「cfdmfFTFoam」を開発・検証し、多相流研究の促進を目指すことを報告しています。
この論文は、2 次元非圧縮性オイラー方程式の自己相似解において、擬速度場が複数の停滞点を持つ例を構成・分類するとともに、原点以外で有界な渦度を持つ同種の解は原点にのみ単一の停滞点を持つことを証明し、原点からの放射線に沿った速度のこぶ（cusp）の形成が追加の停滞点を生み出すメカニズムを明らかにしたものである。
本研究では、動的に縮小されたロボティックなエビの遊泳脚を用いて、カッピング角（）が推力と揚力のバランスをどのように調節するかを調査し、中程度のカッピング角（）が効率的な推進力と揚力を生み出す最適な条件であり、これがエビの遊泳脚が抗力と揚力の両方に依存するハイブリッド推進機構として機能し、ストローク運動とは独立して推力と揚力のバランスを調整する幾何学的制御パラメータであることを明らかにしました。
本研究は、円柱周りの 2 次元流れを対象に、複数の流れ条件から最も関連性の高いものを選択的に保持する 2 段階の POD 手法を提案し、従来の手法に比べて計算コストを約 50% 削減しながらも、高いロバスト性と精度を維持する低次元モデルを構築したものである。
この論文は、半無限領域に存在する異なる 2 気体が隔壁の孔を介して拡散・対流する定常流れを解析し、シュミット数とペクレ数に依存した質量移動率と過圧力を導出するとともに、水素と空気の混合例を通じて分子量の大きな差が流れ構造に及ぼす影響を明らかにしたものである。
この論文は、急速に回転する-面上でのレイリー・ベナール対流を数値的に研究し、コチタの増加に伴って大規模渦から緯度方向の流れへと大規模バロトロピック凝縮体が変化する現象や、傾斜による熱・運動量輸送の減少、そして横方向の熱混合による不安定な平均温度勾配の維持といった、回転対称性の破れに起因する物理メカニズムを明らかにしたものである。