A global well-posedness result for the three-dimensional inviscid quasi-geostrophic equation over a cylindrical domain

本論文は、水平断面が多重連結な円柱状領域における 3 次元非粘性準地衡流方程式に対して、初期ポテンシャル渦度が有界であれば一般化解の全球的な存在と一意性が成り立ち、さらに初期値が微分可能であれば古典解として満たされることを証明したものである。

Qingshan ChenTue, 10 Ma🔬 physics

Statistical State Dynamics of Large-Scale Structure Formation in Shallow Water Magnetohydrodynamic Turbulence

本論文は、統計的状態力学(SSD)枠組みを浅水磁気流体力学乱流に適用し、レイノルズ応力とマクスウェル応力の両方が関与する中で、固定点および時間依存振動の両方の挙動を示す帯状ジェットとトーロイダル磁場の構造(ZJTFS)の形成と統計的平衡を明らかにし、太陽の超回転や 22 年周期の太陽活動周期などのコヒーレント構造形成の理解に貢献することを示しています。

Eojin Kim, Brian F. FarrellTue, 10 Ma🔬 physics

Meta-PINNs: Meta-Learning Enhanced Physics-Informed Machine Learning Framework for Turbomachinery Flow Predictions under Varying Operation Conditions

本論文は、異なる運転条件下でのターボ機械流れ予測において、従来の物理情報ニューラルネットワーク(PINN)や標準的なニューラルネットワークと比較して、精度を 1〜2 桁向上させつつ計算コストを最大 95.7% 削減するメタ学習を統合した新たな「Meta-PINNs」フレームワークを提案し、その有効性を円柱周りの非定常流れおよび圧縮機キャスケーダ内の乱流流れの事例を通じて実証したものである。

Yuling Han, Zhihui Li, Zhibin YuTue, 10 Ma🔬 physics

Force Dipole Interactions in Membranes with Odd Viscosity

この論文は、せん動・膨張・奇異(ホール)粘性を考慮した圧縮性流体膜における力双極子の相互作用と集団動態を記述する流体力学枠組みを構築し、実空間グリーン関数を導出することで、奇異粘性に起因する横方向のドリフトやカイラルな相対運動といった特異な動的挙動を明らかにしたものである。

Sneha Krishnan, Udaya Maurya, Rickmoy SamantaTue, 10 Ma🔬 physics

Unified Structural-Hydrodynamic Modeling of Underwater Underactuated Mechanisms and Soft Robots

この論文は、CMA-ES に着想を得た軌道駆動型グローバル最適化フレームワークを提案し、水中の非駆動機構やソフトロボットの内部構造パラメータと外部流体力学パラメータを同時に同定することで、高い忠実度で実機挙動を再現可能にする統合モデル化手法を確立したものである。

Chenrui Zhang, Yiyuan Zhang, Yunfei Ye, Junkai Chen, Haozhe Wang, Cecilia LaschiTue, 10 Ma🔬 physics

Adaptive shape control for microswimmer navigation in turbulence

この論文は、強化学習を用いて乱流環境下で変形する微小泳動体の形状を能動的に制御する戦略を確立し、固定形状や短時間最適化手法を上回る移動性能を達成するとともに、そのメカニズムを解釈可能な最小モデルとして定式化したことを報告しています。

Jingran Qiu, Lorenzo Piro, Luca Biferale, Massimo Cencini, Bernhard Mehlig, Kristian GustavssonTue, 10 Ma🔬 physics

The Role of Dynamic Stall in Aerofoil Shape Optimisation for Curvilinear Blade Kinematics

本論文は、垂直軸タービンやサイクロイドプロペラに見られる曲線運動条件下において、動的ストールの深刻度(特にローターソリディティに依存するストールの深さ)が翼型形状最適化の有効性を決定づけることを、数値シミュレーションと実験により明らかにしたものである。

Benjamin Irwin, David Toal, Swathi KrishnaTue, 10 Ma🔬 physics

Manifold-Adapted Sparse RBF-SINDy: Unbiased Library Construction and Unsupervised Discovery of Dynamical States in Turbulent Wall Flows

この論文は、壁面圧力やせん断応力などの壁面データのみから、POD 表現の分散階層ではなくアトラクタの内在幾何学を反映したライブラリを構築する「多様体適応型スパース RBF-SINDy」手法を提案し、物理ラベルなしで乱流壁面流れのダイナミカルな状態骨格を不偏に発見・モデル化できることを示しています。

Miguel Perez-Cuadrado, Giorgio Maria Cavallazzi, Alfredo PinelliTue, 10 Ma🔬 physics

Sensitivity of Isothermal Swirl Combustor Flow to Inlet Reynolds Number

本論文は、固定された旋回数条件下で流入レイノルズ数の変化が等温旋回燃焼器の流場に与える影響を RANS 数値シミュレーションにより検討し、レイノルズ数増加により再循環域が強化されるものの内部再循環域の位置はほぼ不変であり、慣性条件の変化に対して炎の安定化が頑健であることを示したものである。

Madan Lal Mahato, Nitesh Kumar SahuTue, 10 Ma🔬 physics

A simple experiment for observing clustering and dynamics of coalescing particles in air turbulence

本論文は、FMIS、IIS、TIF という 3 つの主要な誤検出ノイズを特定・除去する新しいフィルタリング手法を開発し、サブ・コルモゴロフスケールでの乱流中における慣性粒子(微小水滴)の凝集と合体ダイナミクスを高精度に観測・検証する実験プラットフォームを確立したことを報告しています。

L. Fu, J. Feng, Y. Chen, F. Gong, X. Meng, E. -W. SawTue, 10 Ma🔬 physics

Nonlinear evolution of unstable solar inertial modes: The case of viscous modes on a differentially rotating sphere

この論文は、太陽の差動回転に起因する不安定な慣性モード(特にm=1m=1高緯度モード)の非線形進化を数値シミュレーションと摂動論で解析し、その飽和振幅がレイノルズ応力による差動回転の平滑化によって決定され、太陽観測値と整合する速度に達することを示したものである。

Muneeb Mushtaq, Damien Fournier, Rama Ayoub, Peter J. Schmid, Laurent GizonTue, 10 Ma🔭 astro-ph

Glassy phase transition in immiscible steady-state two-phase flow in porous media

この論文は、機械学習と最大エントロピー原理を用いて多孔質媒体内の非平衡な二相流をスピングラスモデルにマッピングし、そのガラス相転移が流れの線形・非線形遷移やヒステリシスなどの巨視的流動特性と一致することを示すことで、Darcy スケールでの二相流を予測する新たな理論的枠組みを提示しています。

Santanu Sinha, Humberto Carmona, José S. Andrade Jr., Alex HansenTue, 10 Ma🔬 physics

Topological entropy of stationary three-dimensional turbulence

この論文は、乱流のトポロジカルエントロピーをラグランジュ記述ではなく、固定点での単一プローブ測定から得られる局所ひずみ速度テンソルの固有値分布とその非相関時間を用いた厳密なオイラー記述枠組みによって計算する手法を提示し、実験的な応用を可能にすることを報告しています。

Ankan Biswas, Amal Manoharan, Ashwin JoyThu, 12 Ma🔬 physics

Wave-induced drift in third-order deep-water theory

この論文は、弱非線形性を考慮したハミルトニアン定式化を用いて第三-order 深水域波における粒子軌道を解析し、古典的なストークス漂流が表面で過小評価・深部で過大評価される傾向にあることを示し、差周波数項を考慮することで非線形波理論に基づく漂流量との一致を改善できることを明らかにしています。

Raphael StuhlmeierThu, 12 Ma🔬 physics

Waves in a shear flow: transition between the KH, Holmboe and Miles instability

この論文は、密度比の変化に応じて、気水界面で観測されるケルビン・ヘルムホルツ不安定、ホルムボー不安定、マイルス不安定という 3 つの代表的な不安定現象が単一の背景状態内で連続的に遷移する様子を、線形理論と非線形シミュレーションによって初めて包括的に解明したものである。

Anil Kumar, S. Ravichandran, Ratul DasguptaThu, 12 Ma🔬 physics