Squirmers with arbitrary shape and slip: modeling, simulation, and optimization
本論文は、ヘルムホルツ分解を用いて任意形状の微小泳動体の滑り速度を記述する枠組みを提案し、その軌道解析や変形楕円体への適用、さらに形状対称性と運動の競合を考慮した最小消費電力滑り速度プロファイルの最適化手法を確立したものである。
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1210 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。
Unified scaling laws for turbulent boundary layers across flow regimes
この論文は、情報理論に基づく無次元化手法を用いることで、圧力勾配や剥離・再付着を含むあらゆる乱流境界層の平均壁面せん断応力と平均速度分布を、局所変数のみで記述する統一的なスケーリング則を確立し、従来別個の扱いが必要とされていた流れ場を単一の枠組みで説明できることを示しています。
Unified Gas-Kinetic Scheme for Unsteady Multiscale Flows with Moving Boundaries
本論文は、移動境界を伴う非定常多スケール流れ（極超音速多体分離や MEMS 流れなど）の高精度かつ効率的なシミュレーションを実現するため、メッシュ変形と複雑な流体力学を結合した新しいハイブリッド重なり移動メッシュ手法を統一ガス運動論的解法（UGKS）の枠組み内で開発し、その有効性を検証したものである。
Fundamental thermo-visco mechanical interactions governing the acoustic response of laser-excited nanoparticles
本論文では、レーザー加熱されたナノ粒子が粘性流体中で誘起する熱音響現象を、熱伝導と機械的振動の二重メカニズムおよび流体の粘性減衰を考慮した理論モデルを用いて解析し、周波数と粘性が音波の浸透深さに及ぼす影響を明らかにするとともに、生体組織における診断・治療応用への示唆を論じています。
Concentration regimes in salt-free aqueous xanthan solutions under shear
塩を含まない水溶液中のキサンタンガムにおいて、せん断速度の全範囲で比粘度と濃度の間にべき乗則が成り立ち、従来のゼロせん断粘度の領域に加え、高濃度・低せん断速度でのゲル化領域や高濃度・高せん断速度領域を含む計 6 つの濃度領域を特定し、せん断下でのスケール則の適用がせん断誘起の絡み合い外れや凝集解除の閾値特定に有効であることを示しました。
Dynamic multiphase flow triggers chaotic mixing in porous media
この論文は、実験と数値シミュレーションを用いて、多孔質媒体における動的な二相流が流体力要素の指数関数的な伸長を引き起こし、定常的な単相流に比べて劇的に混合を促進する「カオス的混合」を誘発することを明らかにし、そのメカニズムを解明したものである。
On the selection of Saffman-Taylor fingers in a tapered Hele-Shaw cell
この論文は、WKB 近似と特異摂動解析を用いて、傾斜したヘール・ショウセルにおけるサフィン・テイラー指の幅選択メカニズムを解析し、ギャップ勾配が指の安定性を制御する重要な役割を果たすことを示した。
Weakly coupled fluid-structure interaction between wall-bounded turbulent flows and defect-embedded phononic subsurfaces
本研究は、壁面乱流と局所的な構造欠陥を有するフォノニック表面との弱結合流体構造相互作用を解析し、乱流の広帯域励起にもかかわらず狭帯域応答を示すことで近壁流を再編成し、受動的な共振面による乱流抵抗低減の物理的メカニズムを解明したものである。
Fate of Secondary Droplets Produced by High-speed Raindrops Interacting with a Liquid Pool
この論文は、直接数値シミュレーションを用いて高速度の雨滴が液体プールと相互作用する際に生成される二次液滴の動力学を調査し、そのサイズ分布が新しいスケーリング則に従うこと、および中央の液体膜の形成・分裂が液滴の捕捉率や再合体時間に影響を与えることを明らかにしました。
Direct Lagrangian tracking simulation of droplet growth in vertically-developing turbulent cloud
この論文は、地上から雲頂までを縦長に設定した直接数値シミュレーションを用いた新しいラグランジュ粒子追跡モデルを開発し、乱流が雲滴の衝突・合体成長を促進して降水の発生を早め、雨滴のサイズを大きくすることを明らかにしたものである。