Kinetic closure of turbulence
本論文は、従来のモデル化を不要とし、フィルタリングされたボルツマン-BGK 方程式に対して自然な乱流サブフィルタ応力を導出する新しい閉鎖モデルを提案し、その有効性を格子ボルツマン法による数値検証で示したものである。
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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。
Objective detection of coherent vortices from instantaneous flow data
本論文は、従来の瞬間的流速データに基づく手法の限界やラグランジュ的アプローチの計算コストを克服し、ひずみと剛体運動を分離する客観的な速度場を構築することで、瞬時の流れデータから一貫してコヒーレント渦を検出する新たなオイラー基準（-criterion）を提案するものである。
Reduced-Order Hydrodynamic Modelling of a Sphere Near a Wall Using Sparse Regression and Neural Operators
本論文は、壁面近傍の球体の上下運動をリアルタイムで予測するため、高忠実度 CFD データから SINDy 法で同定された非線形 ODE の係数をニューラルオペレータで学習させ、物理法則を反映した解釈可能な低次元代理モデルを構築する手法を提案するものである。
Collapse of statistical equilibrium in large-scale hydroelastic turbulent waves
本研究は、統計的平衡状態から自由減衰する大規模な水弾性乱流波の実験的・理論的解析を通じて、そのエネルギーが時間に対してべき乗則に従って減衰し、線形粘性減衰によるメカニズムが支配的であることを明らかにしたものである。
The Unsteady Taylor--Vortex Dynamo is Fast
本論文は、実験で観測される不安定なテイラー渦流れが、高磁気レイノルズ数において流れの時間・空間スケールの 2 倍の周期を持つサブハーモニック構造を介して、これまでにない物理的に説得力のある「高速ダイナモ」を生成することを、数値シミュレーションによって実証したものである。
Recursive regularised lattice Boltzmann method for magnetohydrodynamics
本論文では、磁場を標準 BGK 法で、流体を Hermite 基底に基づく再帰的正則化法で扱う二重分布形式を採用し、非平衡モーメントの再構成により数値安定性を向上させ、非圧縮性 MHD 流のロバストなシミュレーションを可能にする再帰的正則化格子ボルツマン法を提案・検証している。
Adjoint-based shape optimization of a ship hull using a Conditional Variational Autoencoder (CVAE) assisted propulsion surrogate model
本論文は、複雑な推進システムを伴う船舶の抵抗最小化という高次元設計問題に対し、Voith Schneider プロペラを条件付き変分オートエンコーダ（CVAE）に基づくデータ駆動型代理モデルで近似する手法を提案し、従来の最適化では見逃される推進系の影響を考慮することで初期形状から 8% 以上の抵抗低減を達成し、かつ計算コストを大幅に削減できることを示したものである。
The underwater Brachistochrone
本論文は、浮力、粘性抵抗、付加質量を考慮し、物体密度と流体密度の比やレイノルズ数に依存する抵抗係数を組み込むことで、水中を移動する物体の最速降下曲線（ブラキストクロン）を定式化・解析し、古典的なサイクロイドが最適解とならない条件や中間経由点を設けた場合の到達可能領域の限界を明らかにするとともに、水中無人機の短距離軌道計画への応用を提案しています。
Time-resolved X-ray radiography of through-thickness liquid transport in partly saturated needle-punched nonwovens
本論文は、マイクロ CT と時間分解 X 線ラジオグラフィを組み合わせることで、ニードルパンチ加工による繊維の再配向が不飽和な針刺し不織布の厚み方向における液体輸送を促進するメカニズムを明らかにし、非透過性繊維材料における動的な毛管輸送の解析手法と設計指針を提供したものである。
Global phase-space geometry of three-dimensional gliding: terminal velocity manifolds, separatrices, and stability structure
この論文は、3 次元の受動滑空運動を記述する力学系枠組みを構築し、終端速度多様体と分岐面（セパラトリクス）の幾何学的構造を解析することで、生物および人工の滑空体が初期条件に対していかにロバストに効率的な滑空を実現するかを統一的に解明したものである。