A posteriori closure of turbulence models: are symmetries preserved?
本研究は、物理方程式を組み込んだ事後学習アプローチにより高次統計量を再現する乱流モデルを提案する一方で、慣性領域におけるスケーリング対称性がカットオフ付近で破れるという根本的な限界を明らかにし、その意味を議論するものである。
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1274 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。
FlexPINN: Modeling Fluid Dynamics and Mass Transfer in 3D Micromixer Geometries Using a Flexible Physics-Informed Neural Network
本研究では、3 次元 T 字型マイクロミキサー内の流体流れと物質移動を、従来の PINN の改良版である FlexPINN（転移学習や適応的損失重み付けなどを導入）を用いて高精度にシミュレーションし、フィン形状や配置、レイノルズ数が混合効率に与える影響を評価した。
Geometry of the vapor layer under a Leidenfrost hydrogel sphere
干渉計画像を用いた研究により、浮遊するレオンフェルスト水滴とは異なり、レオンフェルスト状態にあるハイドロゲル球は蒸発が弾性力と相互作用することで、初期の曲率反転が消失し、安定した非反転形状へと移行することが明らかになりました。
A unified gas-kinetic framework from Boltzmann to Navier-Stokes scales
本論文は、分子の衝突履歴を観測時間スケールに基づいて分類する統一ガス運動論フレームワークを提案し、ボルツマン方程式からナビエ - ストークス方程式までの連続体流体力学を単一の枠組みで記述するとともに、ヒルベルトの第 6 問題への新たな視点を提供するものである。
Follow the curvature of viscoelastic stress: Insights into the steady arrowhead structure
この論文は、移動座標系における流線と応力線の概念を用いることで、2 次元周期チャネル流における定常的な矢じり構造において、ポリマー応力シートの曲率が局所的な流体力学トポロジーと圧力跳躍をどのように決定するかを明らかにしたものである。
Osmotic forces modify lipid membrane fluctuations
浸透圧と膜透過性を考慮した研究により、溶質拡散速度よりも遅い波数範囲でのみ膜の緩和モードが存在し、表面張力の増加とともにその範囲が縮小し臨界張力以上で消滅することが示されました。
Learning constitutive models and rheology from partial flow measurements
この論文は、自動微分を用いた物理シミュレーションとフレーム不変のテンソル基底ニューラルネットワークを組み合わせることで、任意の流況観測データから非ニュートン流体の構成則を学習し、それを解釈可能な記号的な物理モデルに要約する「デジタルレオメトリー」手法を提案するものである。
Vortex breakdown and its topologies in turbulent flows within a typical swirl combustor geometry
本論文は、大渦シミュレーションを用いて旋回燃焼器内の乱流における渦崩壊の発生条件と、スワール数やベーン角度に応じたその支配的なトポロジー（単一ヘリックス、二重ヘリックス、軸対称振動など）を明らかにし、渦崩壊状態の予測と解釈のための臨界値や評価位置、トポロジーマップを確立したものである。
Simulations of inertial liquid-lens coalescence with the pseudopotential lattice Boltzmann method
本論文は、擬似ポテンシャル格子ボルツマン法を用いた数値シミュレーションにより、接触角の広い範囲にわたる低粘性液レンズの慣性共融過程を解析し、特に接触角が約 40 度以下では薄膜方程式が橋成長ダイナミクスを正確に記述すること、および 3 次元初期段階では橋半径の成長が平衡接触角に依存しないことを明らかにしたものである。
Helicity controls the direction of fluxes in rotating turbulence
この論文は、回転乱流におけるエネルギーの双方向輸送（大規模な 2 次元構造への逆カスケードと小規模な 3 次元波への順カスケード）の起源が、ヘリシティの符号保存と交換の競合によって制御されることを明らかにし、平均波動運動論を用いて回転数とレイノルズ数に依存する大規模流れを定量的に予測する統一的な理論を構築したものである。