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。
この論文は、超流体ヘリウム-4 の量子乱流において、量子渦と大規模速度勾配の整列という古典的な渦の引き伸ばしに類似したメカニズムが、エネルギーを大規模から微小規模へ直接転送し、コルモゴロフ型のカスケードをバイパスして非古典的なエネルギー・スペクトルを生み出す普遍的な機構であることを、理論的考察と大規模数値シミュレーションによって明らかにしたものである。
本研究は、ステレオ PIV と時間分解平面 PIV を用いて急峻な段差と緩やかな楔状の軸対称管拡大流れを比較し、平均流のトポロジーが類似していても、幾何形状の違いが乱流運動エネルギーの空間分布やコヒーレント構造の空間的組織化・持続性に決定的な影響を与え、結果として物質輸送の特性が異なることを明らかにした。
この論文は、塩分拡散率を現実的に取り入れた直接数値シミュレーションを用いて、外部流速が約 5 cm/s 以下では融解が対流に支配され、外部せん断の影響はそれ以上の流速で顕著になることを明らかにし、氷海境界層の乱流と融解率の予測精度向上に寄与するものである。
この論文は、複雑なメッシュ上の大渦シミュレーション（LES）における化学反応源項のモデル化にグラフニューラルネットワーク（GNN）を適用し、非均一メッシュや異なる混合組成、フィルタ幅に対して高い精度と汎化性能を示すことを実証しています。
この論文は、焦点を絞った衝撃波のグーイ位相シフトを利用することで、外部の希薄波を必要とせず微小液滴内で局所的なキャビテーションを誘発できることを、数値シミュレーションと高速度 X 線位相コントラストイメージングにより実証し、生体医療応用の安全性と精度向上への新たな指針を示したものである。
本研究は、CFD 計算の代わりとなる CNN ベースの代理モデルを開発し、動的な流入・流出制御が可能なインピンジングジェット配列におけるヌッセルト数分布をリアルタイムかつ高精度に予測することで、熱管理におけるモデルベース制御の実現を可能にしたものである。
本研究は、物理情報に基づくオートエンコーダで得られた低次元潜在空間においてアンサンブルカルマンフィルタを適用し、スパースな表面圧力データから乱気流による擾乱を受けた空気力学的状態を高速かつ不確実性を考慮して逐次推定する枠組みを提案しています。
この論文は、潜在空間に連続時間線形構造を導入した「連続時間コップマンオートエンコーダ」を提案し、流体ダイナミクスの予測において、自己回帰モデルや拡散モデルと比較して、長期的な安定性と計算効率を大幅に向上させながら、短期的な生成精度も維持できることを実証しています。
本論文は、滑らかさを欠く特徴を表現できない正弦波表現ネットワーク（SIREN）の近似誤差を解析的に分解して学習し、その誤差の局所化や増大を指標として、3 次元 Navier-Stokes 方程式の解における特異点の発生や正則性の喪失を検出する手法を提案し、テイラー・グリーン渦や軸対称方程式における数値的・理論的検証を行ったものである。
この論文は、IBM の Qiskit 枠組みを用いてハロウ - ハシディム - ロイド（HHL）アルゴリズムとチェビシェフ多項式に基づく近似量子状態トモグラフィを組み合わせ、非圧縮性ナビエ - ストークス方程式のポアソン方程式解法に量子計算を統合し、リッド駆動キャビティ流れやテイラー - グリーン渦といったベンチマーク問題において古典的手法と整合する精度で流体力学シミュレーションを成功させたことを報告するものである。