Rigorous derivation of damped-driven wave turbulence theory
本論文は、加法的な確率的強制力と粘性散逸を伴う非線形シュレーディンガー方程式に対して、システムサイズ、非線形性、および強制・散逸の強さの相対的な大きさによって異なる運動論的方程式が導かれることを示し、特に確率的対象へのファインマン図解析の拡張と主要項の鋭い漸近展開を通じて、乱流エネルギーカスケードを記述する運動論的理論の厳密な正当化を提供するものである。
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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。
Adaptive Sampling for Hydrodynamic Stability
本論文は、分類ネットワークと確率密度推定技術（KRnet）を結合し、予測の不確実性に基づいてパラメータ空間のサンプリングを適応的に最適化する手法を提案することで、従来の機械学習アプローチよりも効率的に流体の分岐境界を検出することを可能にするものである。
Ponomarenko dynamo sustained by a free swirling jet
ポノマレンコ・ダイナモを駆動する自由な渦流ジェットに関する数値解析により、中心領域の流速が広範なレイノルズ数でに従うことが示されたが、増大する磁場モードが実質的な群速度を持つため、この不安定性は外部磁場を増幅するものの自律的に維持できない対流性であることが判明し、実験室規模のダイナモ実現に向けた解決策が提案されている。
Combined dynamic-kinematic validation of droplet-wall impact modeling
本研究は、水滴の壁面衝突シミュレーションにおいて最大拡散直径だけでなく動的接触角と内部流速の両方を検証指標として用いることで、従来の幾何学的な精度に加え、後退時の運動学的な挙動をより正確に予測できる新たなモデルを提案し、拡散特性と内部流れの関係を結びつけるための新しい評価図式を導入したものである。
A fluctuating lattice Boltzmann formulation based on orthogonal central moments
本研究は、直交中心モーメントに基づく格子ボルツマン法を開発し、熱揺らぎを統計力学と整合的に取り込むことで、平衡状態での正確なエネルギー分配と過緩和領域における高い数値的安定性を両立させた手法を提案しています。
Low-dimensional multiscale dynamics of intermittent reversals in turbulent Rayleigh-Benard convection
この論文は、高レイノルズ数における乱流レイリー・ベナール対流の複雑な多スケールダイナミクスと間欠的な反転現象を、遅い成分と速い成分に分解してそれぞれを低次元の非線形力学系で記述するマルチスケール潜在力学枠組みを導入することで、元の次元のシステムを 20 次元のコンパクトな空間に圧縮しつつ、瞬間的な流れ構造から反転の統計的性質まで高精度に再現できることを示しています。
Reduced-Order Hydrodynamic Modelling of a Sphere Near a Wall Using Sparse Regression and Neural Operators
本論文は、壁面近傍の球体の上下運動をリアルタイムで予測するため、高忠実度 CFD データから SINDy 法で同定された非線形 ODE の係数をニューラルオペレータで学習させ、物理法則を反映した解釈可能な低次元代理モデルを構築する手法を提案するものである。
Recursive regularised lattice Boltzmann method for magnetohydrodynamics
本論文では、磁場を標準 BGK 法で、流体を Hermite 基底に基づく再帰的正則化法で扱う二重分布形式を採用し、非平衡モーメントの再構成により数値安定性を向上させ、非圧縮性 MHD 流のロバストなシミュレーションを可能にする再帰的正則化格子ボルツマン法を提案・検証している。
Adjoint-based shape optimization of a ship hull using a Conditional Variational Autoencoder (CVAE) assisted propulsion surrogate model
本論文は、複雑な推進システムを伴う船舶の抵抗最小化という高次元設計問題に対し、Voith Schneider プロペラを条件付き変分オートエンコーダ（CVAE）に基づくデータ駆動型代理モデルで近似する手法を提案し、従来の最適化では見逃される推進系の影響を考慮することで初期形状から 8% 以上の抵抗低減を達成し、かつ計算コストを大幅に削減できることを示したものである。
The underwater Brachistochrone
本論文は、浮力、粘性抵抗、付加質量を考慮し、物体密度と流体密度の比やレイノルズ数に依存する抵抗係数を組み込むことで、水中を移動する物体の最速降下曲線（ブラキストクロン）を定式化・解析し、古典的なサイクロイドが最適解とならない条件や中間経由点を設けた場合の到達可能領域の限界を明らかにするとともに、水中無人機の短距離軌道計画への応用を提案しています。