Numerical study of the sharp stratification limit towards bilayer models
本論文は、連続的な密度成層モデルと二層モデルを比較し、線形化された成層オイラー方程式から二層モデルへの収束を証明するとともに、せん断流が存在する場合にはケルビン・ヘルムホルツ不安定性が二層モデルの適用範囲を制限することを数値的に示しています。
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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。
4D Synchrotron X-Ray Multi Projection Imaging (XMPI) for studying multiphase flow dynamics and flow instabilities in porous networks
この論文は、従来のトモグラフィーでは困難だった多孔質媒体内の非反復的な流れ不安定性を、遠心力の影響を受けずに高解像度・高時間分解能で可視化する「4 次元シンクロトロン X 線マルチ投影イメージング（XMPI）」手法を提案し、格子ボルツマン法シミュレーションとの比較を通じてその有効性とシミュレーション手法の限界を明らかにしたものである。
Flow configuration and pressure effects on turbulent premixed hydrogen jet flames
本論文は、直接数値シミュレーションを用いて、異なる圧力条件下でのスロット型および円形乱流予混合水素噴流炎を解析し、幾何学的形状と圧力による曲率・伸長感度の変化が、大規模・小規模効果の結合を通じて燃焼特性に及ぼす影響を明らかにしたものである。
Unified scaling and shape laws for turbulent premixed methane and hydrogen jet flames
本研究は、低ルイス数を持つ水素とメタンの乱流予混合火炎を OH* 化学発光イメージングを用いて広範な条件下で比較し、燃焼速度の増強を表す因子と火炎形状のスケールを表す因子を含む統一的な枠組みを導入することで、両燃料間で異なる熱拡散効果や反応性にもかかわらず、乱流燃焼速度と火炎構造の普遍的なスケーリング則が成立することを明らかにした。
Polydisperse collision kernels in droplet-laden turbulence with implications for rain formation
本論文は、高レイノルズ数乱流における多分散液滴の衝突統計を直接数値シミュレーションにより解明し、既存モデルの誤差を修正する新たなパラメータ化を提案するとともに、乱流の断続性が雨滴の成長を促進して「ボトルネック」を克服する可能性を実証したものである。
Emergence of Vorticity and Viscous Stress in Finite Scale Quantum Hydrodynamics
この論文は、マデルング方程式に基づく量子流体の粗視化手法を提案し、有限スケール展開による閉鎖条件を導入することで、古典流体力学における渦度方程式や渦の伸長項、および人工粘性応力に類似する新しい応力項を含む巨視的な記述を導出することを示しています。
Small-scale turbulent dynamo for low-Prandtl number fluid: comparison of the theory with results of numerical simulations
この論文は、低プラントル数流体における小規模乱流ダイナモについて、理論と数値シミュレーションを比較し、カザンツェフ方程式にオイラー型ではなく準ラグランジュ型の速度相関関数を用いることで両者の整合性が得られ、さらにレイノルズ数依存の速度構造関数の間欠性が臨界磁気レイノルズ数の減少を説明できることを示しています。
Learning Pore-scale Multiphase Flow from 4D Velocimetry
この論文は、4 次元マイクロ流速計測データから学習したマルチモーダル AI フレームワークを用いて、CO2 や水素の地中貯蔵などに関わる多孔質媒体内の多相流の動的挙動を、従来の数値シミュレーションを大幅に超える速度で高精度に予測する手法を提案しています。
Adaptive Diffusion Posterior Sampling for Data and Model Fusion of Complex Nonlinear Dynamical Systems
この論文は、カオス的な非線形動的システムの効率的な代理モデルとして拡散モデルを採用し、長期予測の安定性を向上させる多段階自己回帰学習や複雑な幾何形状への対応、不確実性に基づく適応的センサー配置、そしてモデルの再学習なしに実現する拡散事後サンプリングによるデータ同化を統合した手法を提案し、その有効性を乱流シミュレーションで実証したものである。
Impact of the history force on the motion of droplets in shaken liquids
この論文は、非定常流れ中の液滴や気泡の運動において、歴史的力（バセット・ブーシネスク力）を考慮することで、慣性支配領域と準定常領域の遷移域において液滴の変位振幅が最大 60% 以上減少するという重要な影響を初めて明らかにし、その実験的検証可能なスケーリング則を導出したことを報告しています。