An Equation of State for Turbulence in the Gross-Pitaevskii model
この論文は、グロス・ピタエフスキーモデルにおける数値シミュレーションを通じて、渦と波が混在する乱流状態においてエネルギー流束と運動量分布振幅の間に普遍的な状態方程式()が成立し、非平衡定常状態においても準静的熱力学過程の概念が拡張可能であることを示しています。
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「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。
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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、グロス・ピタエフスキーモデルにおける数値シミュレーションを通じて、渦と波が混在する乱流状態においてエネルギー流束と運動量分布振幅の間に普遍的な状態方程式()が成立し、非平衡定常状態においても準静的熱力学過程の概念が拡張可能であることを示しています。
本研究は、せん断流が存在する条件下での潮汐による内部波の生成を解析的に調査し、離散スペクトルに起因する定常波と連続スペクトルに起因する時間的に発展する波束の役割を解明するとともに、両方のスペクトルからの寄与を考慮した新たなエネルギー変換率の式を導出した。
本研究では、鞭毛の形態が細菌のブラウン運動の安定性に与える影響を調べ、特定の形状範囲において計算コストを大幅に削減しつつ細菌の運動を正確に再現できる簡略化されたキラル二体モデルの有効性を検証し、鞭毛が細菌の直進運動を安定化させる上で不可欠な役割を果たすことを明らかにしました。
本論文は、直交マッチングパース法を用いて同定された非線形振動子とボルテラ理論を統合した新しい積分微分方程式型低次モデル(IDE-ROM)を提案し、OAT15A 翼型における空力弾性ロックイン現象を含む遷音速衝撃バフェット応答を、高精度かつ計算効率よく再現可能であることを実証したものである。
本論文は、衝突性プラズマの MHD 近似と衝突無視の CGL 近似における 2 次元ケルビン・ヘルムホルツ不安定性を線形解析および数値シミュレーションで比較検討し、成長率や磁気効果、乱流・再結合への影響が MHD 極限で最も顕著であることを明らかにした。
本論文は、流速場の揺らぎの性質に基づいて砂水混相流のレオロジーを記述し、従来の現象論的モデルと比較しながら、乱流領域における運動エネルギーの直接カスケードがニュートン流体とは異なるスケーリング則に従うことを示しています。
本研究では、双曲線流路内のニュートン流体懸濁液中の短繊維の配向に壁面すべりが与える影響を解析し、すべり係数の増加に伴って配向の進展が壁面側へ広がり、特に流路中央で顕著な配向が得られることを明らかにしました。
この論文は、MHz 帯の表面 acoustic 波(SAW)を用いて、ピエゾ素子上の油膜が障壁を越えて広がる現象を、実験と障壁形状を直接取り入れた理論モデルの両面から研究し、超音波駆動による物体コーティングの新たなパラダイムを提案したものである。
本研究は、アクティブ・ファスト・ Stokesian 動力学シミュレーションを用いて、せん断が「シェイカー」型アクティブ懸濁液のエネルギー散逸と微細構造に及ぼす影響を解明し、せん断が相対粘度を低下させる一方で、活動性の種類や体積分率に応じて散逸や配向秩序が特異的に変化することを示しています。
本論文は、コフローするガス流中の粘弾性液柱の空間線形不安定性を解析し、ウェーバー数や弾性率の増加に伴い不安定モードが軸対称から螺旋状へ遷移し、気圧変動支配から弾性増強せん断駆動不安定へとメカニズムが変化することを理論および実験的に明らかにしたものである。