1230 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、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。
本論文は、無粘性線形波理論に基づき、Bloch-Floquet 理論と積分方程式を用いて、自由浮遊する長方形の氷板の周期的配列を通過する波の伝播を解析し、特に板間の流体共鳴や狭い隙間に対する簡易近似式を導出することで、割れた氷の伝播モデル化に貢献するものである。
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。
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。
本論文は、粒子の表面粗さや水素結合などの物理化学的相互作用を独立して制御するモデル懸濁液を用いた実験により、連続的せん断増粘（CST）の発生条件を予測し、離散的せん断増粘（DST）には粒子間の水素結合による摩擦が不可欠であることを明らかにするとともに、異なる表面化学を持つ粒子の混合によってせん断増粘応答を精密に制御できることを示したものである。
本論文は、せん断による軟ガラス性材料の降伏を説明するために、非局所効果を組み込んだ空間分解流体性アプローチに基づく連続体モデルを提案し、応力過渡現象やせん断帯形成などの複雑な流動挙動を定量的に再現する汎用的な枠組みを提供するものである。
本論文は、コル・ホップ変換を用いて非線形なバークス方程式を線形化し、フォールトトレラント量子コンピュータで効率的に解く新たな量子アルゴリズムを提案するとともに、得られた量子状態から確率的性質を抽出する手法を示し、特定の条件下で古典的な有限差分法に対して空間グリッド数において指数関数的な優位性を実現することを述べています。
数値シミュレーションにより、魚の柔軟な尾びれは、流体構造相互作用による局所的な力の再配向メカニズムを通じて、剛性のプロペラに比べて最大 70% 高い効率で推進力を発揮し、横方向への力発生に伴う動力要求を低減することが明らかになった。
本論文は、OpenACC、CUDA Fortran、MPI を活用して鋭角界面浸没境界ソルバ「ViCar3D」を GPU 上で再実装し、最大 2 億メッシュ点の複雑な 3 次元流れを単一ノードでシミュレーション可能にし、CPU 版と比較して約 20 倍の高速化と高いスケーラビリティを実現したことを報告しています。
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。