「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。

Collapse of a hemicatenoid bounded by a solid wall: instability and dynamics driven by surface Plateau border friction

本研究は、固体壁に囲まれたヘミカテノイド(半正弦面)石鹸膜の崩壊が、自由なカテノイドの慣性支配的な崩壊とは異なるメカニズムである表面プラトー境界内の粘性散逸によって駆動されることを示す数値シミュレーションおよび実験的測定を提示するものであり、これは閉じ込められた幾何学的構造における泡の断片化に関連している。

Christophe Raufaste, Simon Cox, Raymond E. Goldstein, Adriana I. Pesci2026-01-26🔬 cond-mat

Scaling the tail beat frequency and swimming speed in underwater undulatory swimming

本論文は、うねり泳ぎに関するスケーリング則を提案および検証し、0.5〜1 m付近で尾打ち周波数の挙動にクロスオーバーが存在することを明らかにしており、そこでは小型の動物は生物学的な筋肉の制約によって制限される一方で、大型の動物は流体と泳動者の相互作用によって支配されており、最終的にはキャビテーションを防ぐための最大遊泳速度として5〜10 m/sを予測している。

Jesús Sánchez-Rodríguez, Christophe Raufaste, Mederic Argentina2026-01-26🔬 physics

Optimum control strategies for maximum thrust production in underwater undulatory swimming

本研究は、バイオミメティック・ロボット・スイマーに機械学習と直感的モデルを組み合わせることで、推力生成を最大化するための最適な制御戦略を特定し、流体力学、ロボティクス、および生物学を橋渡しする、自律的な水中移動のための実用的なモデルフリーの実装を提示するものである。

L. fu, S. Israilov, J. Sanchez Rodriguez, C. Brouzet, G. Allibert, C. Raufaste, M. Argentina2026-01-26🔬 physics

Self-similar and Universal Dynamics in Drainage of Mobile Soap Films

本研究は、垂直な長方形石鹸膜の排水ダイナミクスが自己相似的かつ普遍的であり、様々な条件下での厚さプロファイルを統一する単一の物理的スカラーによって支配されていること、そしてそれが周辺再生に関する新たな知見を提供することを実験的に実証するものである。

Antoine Monier, François-Xavier Gauci, Cyrille Claudet, Franck Celestini, Christophe Brouzet, Christophe Raufaste2026-01-26🔬 cond-mat

Undulatory underwater swimming: Linking vortex dynamics, thrust, and wake structure with a biorobotic fish

本研究は、粒子画像流速測定法(PIV)を用いてバイオロボティック・フィッシュの後流ダイナミクスを実験的に調査し、ストローハル数が渦輪の特性、後流構造、および推力生成の関係をどのように支配しているかを実証することで、最終的に波動運動による水中遊泳の普遍的なモデルを確立するものである。

Christophe Brouzet, Christophe Raufaste, Médéric Argentina2026-01-26🔬 physics

Flowing menisci: coupled dynamics and liquid exchange with soap films

本研究は、隣接する石鹸膜からの液体の交換が流動レジームにおけるフォームメニスカスを著しく増大させることを明らかにし、このフラックスを取り入れることでメニスカスの厚さとダイナミクスを正確に予測できる新しい解析モデルを導出した。

Alexandre Vigna-Brummer, Antoine Monier, Isabelle Cantat, Christophe Brouzet, Christophe Raufaste2026-01-26🔬 cond-mat

Non-invasive imaging of solute redistribution below evaporating surfaces using 23Na-MRI

本研究は、23Na-MRI^{23}\text{Na-MRI}を用いることで、高透水性多孔質媒体における密度駆動型のフィンガリング不安定性が蒸発溶質の顕著な下方再分配を引き起こし表面の飽和を防ぐ一方で、低透水性媒体では地表付近での極端な濃度蓄積を許容することを実験的に実証するものである。

M. A. Chaudhry, S. Kiemle, A. Pohlmeier, R. Helmig, J. A. Huisman2026-01-26🔬 physics

Slow uniform flow of a rarefied gas past an infinitely thin circular disk

本論文は、無限に薄い円盤を通過する定常希薄ガス流に対する線形化BGKモデルを数値的に解き、Kn1/2\mathrm{Kn}^{1/2}でスケールする運動論的境界層の形成と円盤端付近における熱分極効果を明らかにするとともに、幅広いクヌーセン数にわたって既存の結果と一致する抗力を算出している。

Takuma Tomita, Satoshi Taguchi, Tetsuro Tsuji2026-01-26🔬 physics

Investigation of cohesive particle deagglomeration in homogeneous isotropic turbulence using particle-resolved DNS

本研究は、粒子分解能直接数値シミュレーションを用いて、均質等方性乱流中における凝集性粒子の凝集塊の脱凝集を調査し、侵食による破壊が歪み支配的な流れ構造に支配される主要なメカニズムであることを明らかにし、より粗いシミュレーションモデルのための物理情報に基づいた分裂カーネルの開発に向けたデータを提供するものである。

Ali Khalifa, Michael Breuer2026-01-26🔬 physics

Water wave scattering by a surface-mounted rectangular anisotropic elastic plate

本論文では、乾燥状態のモード展開のためのレイリー・リッツ法と、定パネル法を用いて解かれる境界積分方程式を組み合わせることにより、様々な端部条件を持つ表面設置型の矩形異方性弾性板による水面波の散乱を、共振応答および対称性により禁止されたモード励起を分析するために調査する。

Ben Wilks, Michael H. Meylan, Zachary J. Wegert, Vivien J. Challis, Ngamta Thamwattana2026-01-26🔬 cond-mat.mtrl-sci