Particle Thermal Inertia Delays the Onset of Convection in Particulate Rayleigh-Bénard System
本研究は、熱的慣性が支配的な粒子が注入・抽出される粒子レイリー・ベナール対流系において、分散相と連続相の熱的結合（比熱容量比ε）の増大が温度分布を変化させ浮力を弱めることで対流の発生を遅らせ、系を安定化させることを明らかにした。
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989 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。
The microscopic origin of droplet line tension
この論文は、重力効果と吸着層内の体積分率に依存する界面張力の圧力誘起変化に起因する線張力の寄与を特定し、ナノメートルからミリメートルスケールまでの液滴において、実験やシミュレーション結果と一致する線張力の符号や大きさの多様性を統一的に説明する物理的メカニズムを明らかにしたものである。
Learning Flow Distributions via Projection-Constrained Diffusion on Manifolds
本論文は、任意の障害物幾何学と境界条件下で物理的に妥当な非圧縮流れを生成するために、境界条件付き拡散モデル、物理情報に基づく訓練目的、そして幾何学的にaware なヘルムホルツ・ホッジ作用素を用いた射影制約付き逆拡散プロセスを統合し、非圧縮ベクトル場の多様体上の制約付きランジュバンサンプリングの離散近似として定式化した新しい生成モデルを提案するものである。
Optimization of Higher-Order Harmonic Surface Tessellations for Additively Manufactured Air-to-Air Heat Exchangers
本研究は、積層造形技術を活用して高次調波曲面のタイル化を最適化し、特に乱流領域においてギロイド構造と比較してより高い熱交換効率と低い圧力損失を達成する空気対空気熱交換器の設計手法を提案し、二次表面の波周波数が熱水力性能の向上に重要であることを示しています。
Measured multiple flow states in turbulent thermal convection with aspect ratio 10
アスペクト比 10 の大規模レイリー・ベナール対流実験において、レイリー数とプラントル数の変化に伴う複数の対流ロール状態の存在、プラントル数増加に伴うロールからプラームへの構造遷移、および初期条件が最終的な乱流状態や熱・運動量輸送に与える影響を実験的に明らかにしました。
Vortex breakdown in a hydro turbine draft tube swirling jet
本論文は、フランシス型水車ドラフト管内の渦ロープを渦の崩壊に関連する不安定モードとみなし、層流モデルを用いて部分負荷域における超臨界ホップ分岐やサブクリティカル解によるヒステリシス、および定格負荷域への移行に伴う有限レイノルズ数での超臨界分岐のメカニズムを解明したものである。
Evaporation of a freely floating droplet in an airstream: effects of temperature, humidity, and shape oscillations
本論文は、人工降雨シミュレーション風洞を用いた実験と、対流・温度・湿度・形状振動を考慮した改良蒸発モデルの構築を通じて、自由浮遊水滴の蒸発ダイナミクスを包括的に解明し、雨滴の微物理過程に関する新たな知見を提供するものである。
Fluid viscoelasticity controls acoustic streaming via shear waves
本論文は、矩形マイクロチャネル内の音響ストリーミングが、デボラ数と粘性拡散数に基づくストリーミング係数によって増幅、抑制、逆転し、そのメカニズムが粘性弾性せん断波とエネルギー動態の相互作用によって支配されることを明らかにした。
Conversions between kinetic and surface energy in periodically forced multiphase turbulence
本論文は、周期的に強制された多相乱流における運動エネルギーと表面エネルギーの変換を数値シミュレーションと拡張された「カ・ピ・バラ」モデルを用いて解析し、運動エネルギーには非平衡効果が現れる一方、表面エネルギーは平衡状態にありカスケードが存在しないことを明らかにしたものである。
Penetration of impact-induced jets into skin-simulating materials
本研究は、レーザー誘起ジェットと比較して皮膚模擬材料への貫入が深く、その貫入深さが標的からの距離に依存しないという衝撃誘起ジェットの特徴を明らかにし、液柱ジェットによる貫入をゲルatinの変形による運動エネルギー散逸として記述するせん断変形モデルを提案して実験結果と整合させることで、液体ジェット貫入の物理的基盤を統一的に説明したものである。