972 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、データ同化と条件付きリアプノフ指数を用いた数値解析により、2 次元減衰駆動ナビエ - ストークス乱流において、小規模な流れを再構成するために必要な観測の「本質的分解能」が 3 次元の場合とは異なり、散逸スケールではなく強制スケールに近いことを明らかにし、その違いをスケール間相互作用や軌道不安定性の観点から議論したものである。
本論文は、Chaves らの提案を拡張し、空間的に分数ガウス場、時間的にオーンシュタイン・ウーレンベック過程に基づくガウス構造を持つ乱流速度場を構築・解析し、その統計的予測をジョンズ・ホプキンス大学の DNS データと比較検証したものである。
本論文は、実験的な計測構成を模倣し、対称方向に重みを共有するニューラルネットワークを開発することで、地上真値データなしに疎かつノイズを含む平面計測から高精度に乱流の3 次元場を再構築する手法を提案している。
本論文は、統計的に定常なレイリー・テイラー乱流のシミュレーションを用いて、混合層の成長率を記述する従来のスケーリング則を修正し、有効アトウッド数を用いることで、密度比やアトウッド数に依存しない統一的な自己相似スケーリングを導出したことを報告しています。
本論文は、非圧縮性ナビエ・ストークス方程式と圧力勾配最小化の原理との双方向的な等価性を証明し、これにより非圧縮性流れの複雑な挙動を変分論的観点から解釈可能にするとともに、古典的ガレルキン法を非線形・非モード表現へと自然に拡張する枠組みを提示している。
この論文は、乱流の擬スペクトル法シミュレーションにおいて、従来の 2/3 法に比べて最大 3 倍の高速化を実現する位相シフト法（パターソン・オーサガ法やロガロ法など）の理論的解析と Fluidsim におけるオープンソース実装、およびその精度と効率性を検証したものである。
本論文は、回転する対流の乱流シミュレーションにより、従来の平均場理論や太陽観測との矛盾を浮き彫りにし、特に急速な回転条件下で熱ロスビー波が赤道上向きの角運動量輸送を引き起こすメカニズムを明らかにしたものである。
この論文は、加熱された斜面を滑り落ちる氷やパラフィンワックスの実験を通じて、融解層の厚さ、滑り速度、熱伝達間の自己調節的なフィードバックを記述するパラメータ不要の理論モデルを確立し、そのメカニズムを実証的に裏付けたものである。
この論文は、高解像度シミュレーションを用いて、亜音速乱流では渦度支配の局所的な小スケール構造が、超音速乱流では衝撃波と小スケール渦が混在する多スケール構造がそれぞれエネルギー散逸率の統計と構造を支配し、両者で散逸の遅延時間や密度との相関関係が明確に異なることを明らかにしたものである。
本研究は、幾何学的な変形や追加のエネルギー入力なしに、すべり・非すべり壁面のパターン化によってマイクロチャネル内で渦流を誘起し、体積流量を一定に保ったまま熱伝達効率を向上させることを実証しています。