1214 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。
この論文は、OpenFOAM 内の SST 乱流モデルを用いた 2 次元定常 RANS 計算により、楕円とフォン・カルマン・トレフツ翼の表面圧力分布や摩擦係数、抗力・揚力係数、分離点位置などの詳細なデータセットを生成し、拡張ポテンシャル流れモデルの校正および評価のためのベンチマークとして提供することを目的としています。
本論文は、数値シミュレーションを用いて球の背後における遷移流れのソリトン様コヒーレント構造（SCS）の形成と進化を調査し、それがトミーエン・シュリヒティング波の崩壊後に最大振幅に達し、渦構造や高せん断層に囲まれながら下流で形状を維持する現象を明らかにしたものである。
この論文は、カラーノイズ流速場における受動スカラーの空間時間相関を解析的に導出することで、楕円近似モデルの妥当性を検証し、時間相関の減衰がランダム掃引メカニズムによるガウス型であることを示すと同時に、空間相関は小規模歪み、時間相関は平均流輸送と大規模掃引が支配的であることを明らかにしたものである。
この論文は、表面変形のみの観測データを用いて浅水流れの海底地形を推定する手法として、物理情報ニューラルネットワーク（PINN）と随伴状態法の 2 種類を提案し、合成データによる検証で地形と表面流速の両方を高精度に再構成でき、ノイズやデータ不足に対しても頑健であることを示しています。
本論文は、気象モデルで用いられる球形ボロノイ格子に対して、-exact 再構成法に基づく新しい高次移流スキームを提案し、古典的なテストケースおよび湿潤浅水モデルを用いた比較評価を通じて、その高精度性と格子歪みに対する頑健性を検証したものである。
本論文は、逆モード自動微分フレームワーク内で完全な微分可能性を実現した「AegirJAX」と呼ばれる新しい沿岸流体力学ソルバーを提案し、モデル補正、構造物のトポロジー最適化、能動的な波の消波、および海底地形の推定など、従来の離散随伴法では困難だった多様な逆問題に対するエンドツーエンドの学習を可能にする統合フレームワークを提示しています。
この論文は、ヘール・ショウセル内の細いリビュレットの自発的な蛇行不安定性において、粘性曲げ効果が最も成長しやすい波長を選択するメカニズムであり、これが慣性力ではなく摩擦効果に起因することを示すことで、15 年間未解決だった波長選択の謎と不安定性の絶対的・対流的性質を解明したものである。
本論文は、任意の3次元形状を持つ微小遊泳体の最適滑り速度を決定するための計算フレームワークを提案し、ストークス方程式の線形性とローレンツ相反定理を活用して無限次元の最適化問題を低次元のプログラミング問題へと帰着させることで、極めて低い計算コストで最小の動力消費を実現する滑りプロファイルと遊泳軌道を導出する手法を開発したものである。
この論文は、非平衡過減衰ブラウン多体系において、粘性散逸を伴わず局所流れに垂直に作用して密度勾配を安定化させる構造的な一体力場を特定し、厳密な低密度限界、ブラウン動力学シミュレーション、および新規の力機能近似を通じて、粘性力と構造的力の定量的理解を達成したことを報告しています。
既存の浅水モーメント方程式が持つ双曲性や運動量保存などの課題を、対流変数ではなく原始変数に対して双曲的正則化を施すことで克服し、新たな高精度なモデルを導出した。