Efficient single-precision simulations of nematohydrodynamics
本論文は、ラティスボルツマン法におけるシフト分布関数の導入と有限差分ソルバーにおける時間刻みの最適化という 2 つの改良により、単精度計算でも倍精度と同等の精度を維持しつつ計算速度を 27 倍向上させ、汎用 GPU 上で大規模なネマトハイドロダイナミクスシミュレーションを可能にする手法を提案している。
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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。
Spontaneous rotation and propulsion of suspended capsules in active nematics
格子ボルツマンシミュレーションを用いた研究により、能動性ナematics 流体中に懸濁された弾性カプセルが、内部のトポロジカル欠陥や形状、変形性の相互作用によって自発的な回転や推進運動を示すことが明らかになりました。
Solute dispersion boosts the phoretic removal of colloids from dead-end pores
分散した溶質フロントが急峻なフロントよりも死端細孔からのコロイド除去効率を高めるという逆説的な発見により、拡散泳動が多孔質媒体の広域スケールにおいても有効である可能性が示されました。
A multiple-scales framework for branched channel filters
この論文は、マンタの摂食行動に着想を得た「リコシェ分離」を用いた分岐チャネルフィルターの設計を、高レイノルズ数層流における多重スケール手法と粒子軌道モデルによって解析し、フィルター効率と設計・運転パラメータの関係を予測する効率的な枠組みを提案しています。
Passive freeze-out of the Richtmyer-Meshkov instability
この論文は、低圧環境下で加圧パルスやターゲット形状を変更せずに、添加物製造技術を用いたサブサーフェス空洞により単一衝撃波を弱衝撃波の列に変換し、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性の成長を表面より上流で 70% 以上抑制する「受動的凍結」現象を初めて実験的に観測したことを報告しています。
FluidFlow: a flow-matching generative model for fluid dynamics surrogates on unstructured meshes
本論文は、構造化・非構造化メッシュ上の CFD データを直接処理し、物理パラメータを条件として流体力学サロゲートモデルを構築する条件付きフローマッチングに基づく生成モデル「FluidFlow」を提案し、U-Net や Diffusion Transformer などのアーキテクチャを用いた検証において、既存の手法を上回る精度と汎化性能を実証したものである。
Inverse Energy Cascade in Turbulent Taylor-Couette Flows
本論文は、大渦シミュレーションを用いて高レイノルズ数における乱流テイラー・クエット流れの中心領域で、ナビエ・ストークス方程式の特異性に起因するパルス状のゼロせん断応力が、エネルギーの径向移動を抑制し小規模渦を蓄積させることで逆エネルギーカスケードを誘発することを明らかにしたものである。
Effects of Nozzle Roughness on the Streamwise Streaks in Underexpanded Jets -- An Experimental Study
本論文は、高速度シュリーレン法と PLIF 法を用いた実験により、ノズル出口の微小な幾何学的粗さや人工的な正弦波状の擾乱が、過膨張ジェットにおけるストリーミング方向のストリーク形成にどのように影響を与えるかを明らかにし、特に高波数擾乱がノズル形状と幾何学的に相関したストリークパターンを生み出すことを示したものである。
Universal Relation between Nusselt Number and Bejan Number in Natural Convection
この論文は、エントロピー生成解析と境界層スケーリングを用いて、自然対流におけるヌッセルト数とベアン数の間に幾何形状や境界条件に依存しない普遍的なスケーリング則が存在することを示し、熱移動と熱力学的不可逆性の間に直接的な関係が確立されることを明らかにしています。
Role of particle volume fraction on particulate suspension droplet evolution, transition and Hysteresis
本論文は、粒子体積分率の増加に伴い、非ブラウン粒子懸濁液の滴下・噴流遷移がカオス的滴下を経て生じ、ヒステリシスループの拡大や液滴サイズ分布の縮小など、遷移挙動と液滴特性に顕著な影響を与えることを実験的に明らかにしたものである。