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A fluídina, ou dinâmica dos fluidos, é o ramo da física que estuda como líquidos e gases se comportam enquanto fluem e interagem com seu entorno. Desde o movimento suave de um rio até a turbulência complexa nas asas de um avião, esse campo revela os princípios ocultos que governam o movimento da matéria ao nosso redor, conectando fenômenos cotidianos a leis fundamentais do universo.
Nesta seção, o Gist.Science processa e organiza sistematicamente cada novo pré-impresso de física enviado ao arXiv nesta categoria. Nossa equipe transforma esses documentos técnicos em resumos detalhados e versões em linguagem acessível, permitindo que tanto especialistas quanto curiosos compreendam as descobertas mais recentes sem barreiras linguísticas.
Abaixo, você encontrará os artigos mais recentes publicados nessa área, selecionados e resumidos para facilitar sua exploração das fronteiras atuais da dinâmica dos fluidos.
Este estudo demonstra, por meio de simulações CFD de alta fidelidade, que o aumento da escala de comprimento da turbulência de entrada acelera a recuperação da esteira e melhora o desempenho de potência em turbinas eólicas flutuantes em tandem, ao introduzir vórtices de baixa frequência que desestabilizam o sistema de vórtices de ponta e promovem uma mistura mais eficiente.
Este artigo apresenta uma análise assintótica das Equações de Momento de Água Rasas (SWME) para derivar as Equações Reduzidas (RSWME), que simplificam o modelo próximo ao equilíbrio, reduzindo significativamente o custo computacional e melhorando a precisão em comparação com as Equações de Água Rasas tradicionais.
Este trabalho propõe um novo modelo de fechamento para modelos de ordem reduzida (ROM) em regimes dominados por convecção, combinando o framework de multiescala variacional (VMS) com Redes Neurais Informadas por Física (PINNs) para criar um C-PINN-ROM que integra dados de alta fidelidade e restrições físicas, resultando em maior precisão e robustez.
Este artigo apresenta uma descrição completa das oscilações em forma de estrela em gotas de água, identificando o acoplamento entre os modos de movimento da superfície e os modos azimutais como a causa do fenômeno e propondo uma nova relação de dispersão que aumenta significativamente a precisão na previsão das frequências de oscilação.
Este estudo numérico utilizando o modelo de filamentos de vórtices demonstra que, no limite de temperatura zero, o escoamento turbulento de hélio-4 superfluido em um canal com paredes rugosas gera tangles de vórtices sustentados acima de uma velocidade crítica, exibindo um perfil de velocidade parabólico com deslizamento nas paredes e uma viscosidade cinemática efetiva associada a um estado de turbulência ultraquântica polarizada.
Este trabalho apresenta a derivação rigorosa de um modelo macroscópico para o fluxo bifásico em meios porosos heterogêneos, obtido através da homogeneização das equações de Navier-Stokes e Cahn-Hilliard, incorporando formalmente o comportamento de molhabilidade e validando o modelo com simulações numéricas.
Este estudo demonstra que a aplicação direta da transformada de Hilbert aos modos da Decomposição Ortogonal Proper (POD) permite identificar com maior eficiência os pares de modos que representam estruturas turbulentas propagantes na esteira de uma esfera, superando as limitações de filtragem associadas ao método de Decomposição Ortogonal Proper Hilbertiana (HPOD).
Este trabalho apresenta um modelo baseado em física para a intensidade de turbulência adicionada por esteiras de turbinas eólicas em camadas limite atmosféricas neutras, derivado das equações de orçamento de energia cinética turbulenta e tensão de Reynolds, que oferece uma ferramenta mais consistente e preditiva com forte concordância em comparação a medições experimentais e simulações LES.
Este artigo valida a hipótese de Kassinos et al. de que tensores de estrutura melhoram a descrição do estado estatístico da turbulência, demonstrando que redes neurais equivariantes aplicadas a esses tensores produzem modelos RANS para o termo de pressão-deformação rápida com precisão ordens de magnitude superior às existentes.
Este artigo propõe um quadro de fronteira aberta corrigido baseado no modelo de pseudopotencial imiscível com tempo de relaxamento múltiplo (MRT) para simulações de fluxo multifásico, o qual introduz correções na função de distribuição, ajusta a velocidade de saída para conservação de massa e otimiza coeficientes de relaxamento, resultando em uma redução significativa de correntes espúrias e erros de massa em comparação com métodos existentes.