Diffusion compaction coupling controls pore pressure dynamics in granular fluid flows
この論文は、粒状流体の流れにおける過剰間隙水圧の進化が、単なる拡散ではなく、粒状骨格の圧密と拡散の結合によって支配されることを示し、その結合を考慮したモデルが実験で観測される流動距離や間隙水圧の減衰の厚さ依存性を物理的に説明できることを明らかにしています。
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967 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。
Steadily moving semi-infinite fracture in plane poroelasticity
この論文は、平面ひずみ条件における半無限の移動する割れ目を多孔質弾性体中でモデル化するための完全結合境界積分定式化を提案し、数値手法の開発と解析解との比較による検証を通じて、多孔質媒質における割れと流体の相互作用を解析する強固な枠組みを提供しています。
A differentiable software suite for accelerated simulation of turbulent flows
この論文は、逆モード自動微分を可能にする手書きの随伴カーネルとメモリ最適化を備えたオープンソース Julia パッケージ「IncompressibleNavierStokes.jl」を提案し、単一 GPU 上で最大の解像度での直接数値シミュレーションや、大渦シミュレーションに埋め込まれたニューラルネットワーク閉包モデルの事後学習による乱流シミュレーションの高速化を実現したことを報告しています。
Vortex-Induced Drag Forecast for Cylinder in Non-uniform Inflow
本論文では、非一様流入条件下での円柱の渦誘起抗力を予測するため、上流の流速測定値と圧力信号を統合した物理ベースのデータ駆動型ニューラルネットワーク手法を開発し、最適化されたセンサー配置により高い予測精度を達成したことを報告しています。
Component-Based Reduced-Order Modeling Framework for Rocket Combustion Dynamics in Multi-Injector Configurations
本論文は、高忠実度シミュレーションのコストを大幅に削減しつつ、大型ロケットエンジンの複雑な燃焼ダイナミクスを高精度かつ効率的に予測するために、幾何学的分解と適応型低次元モデル（CBROM）を組み合わせた新しいフレームワークを提案し、7 噴射器モデルでその有効性を実証したものである。
A data-driven approach for 2D vorticity PDF equations by a new conditional average estimation
この論文は、2 次元等方乱流における渦度の確率密度関数（PDF）の支配方程式を導出し、DNS データと条件付き平均推定を組み合わせたハイブリッドデータ駆動法によってその数値解を算出する手法を提案し、減衰および強制乱流の両ケースで DNS による直接評価と良好な一致を示すことを報告しています。
Probabilistic Upscaling of Hydrodynamics in Geological Fractures Under Uncertainty
この論文は、画像ベースの断層幾何学と不確実性を考慮した水理学的予測を架橋するスケーラブルな確率的ワークフローを提案し、ベイズ推定によるモデル誤差の補正と深層学習による代理モデルを組み合わせることで、自然断層における透水性の不確実性を定量化しつつ、高忠実度シミュレーションを反復することなく効率的に巨視的な流れ応答を予測する手法を開発したものである。
Towards PR-DNS of scour around a wall-mounted cylinder in turbulent open channel flow
壁面設置円柱を有する乱流開放水路流れにおける粒子分解直接数値シミュレーション（PR-DNS）により、円柱が生成する強い渦構造が壁面せん断応力を変化させ、円柱後流における粒子の偏在や重力に逆らう鉛直輸送を促進し、さらに壁面粗さを加えることで粒子の巻き上げが最大になることが示されました。
Early onset of secondary shear instability in Kelvin-Helmholtz braids at high Reynolds number
この論文は、高レイノルズ数および高リチャードソン数における密度成層せん断流において、一次ケルビン・ヘルムホルツ波の飽和よりも早く、バード領域で二次せん断不安定が発生し、それが三次元乱流遷移と混合を支配するメカニズムを、理論モデルと直接数値シミュレーション（Re=10^7）によって解明したものである。
Quantum-Inspired Simulation of 2D Turbulent Rayleigh-Bénard Convection
本論文は、従来の等温乱流とは異なり複雑な熱結合を持つレイリー・ベナール対流においても、行列積状態（MPS）法を用いた圧縮シミュレーションが統計的観測量の再現に極めて有利なスケーリングを示し、高レイリー数領域での熱駆動乱流の効率的なシミュレーションを可能にする手法であることを実証しています。