Early onset of secondary shear instability in Kelvin-Helmholtz braids at high Reynolds number
该研究通过改进的无粘模型和高雷诺数直接数值模拟,揭示了在强分层剪切流中,二次剪切不稳定性可在主开尔文 - 亥姆霍兹涡卷饱和之前于连接涡卷的辫区早期爆发,从而主导三维湍流转捩并解释现场观测到的辫区主导混合现象。
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流体力学是研究流体如何流动、变形以及与其他物质相互作用的迷人领域。从日常的气流到浩瀚的星系演化,这一学科无处不在。在本分类中,我们聚焦于该领域的核心动态,用通俗的语言解读那些看似复杂的物理现象,让非专业读者也能领略流体世界的奇妙逻辑。
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以下是该领域最新的预印论文列表,涵盖了从基础理论到工程应用的最新发现。
该研究通过改进的无粘模型和高雷诺数直接数值模拟,揭示了在强分层剪切流中,二次剪切不稳定性可在主开尔文 - 亥姆霍兹涡卷饱和之前于连接涡卷的辫区早期爆发,从而主导三维湍流转捩并解释现场观测到的辫区主导混合现象。
该研究首次将矩阵乘积态(MPS)方法应用于二维瑞利 - 贝纳德对流,发现尽管高瑞利数下流场表示所需的理论键维数持续增长,但在固定键维数下直接求解控制方程仍能高效恢复统计观测值(如努塞尔数),证明了 MPS 作为可扩展工具在模拟热驱动湍流及探索极高瑞利数极限机制方面的巨大潜力。
本文从概率视角出发,通过箱模型和二维云模型对比了浸没冻结的“奇异”与“时间依赖”参数化方案,指出前者仅适用于有限冷却速率条件,而后者更适用于结合详细气溶胶成分与碰撞过程的粒子模式,并强调了稀疏冰核采样策略在流耦合模拟中的关键作用。
本文提出并推导了适用于一阶及多层浅水系统的次阶平衡模型 SWQG,该模型在滤除惯性重力波的同时,成功捕捉到了传统准地转模型所缺失的涡度不对称性(如负偏度及应变驱动锋面的有限发散)。
该论文针对高雷诺数下传统模型无法准确预测壁压谱低频增长及方差过高的问题,提出了两种基于内、外尺度运动双重贡献的半经验模型,成功复现了谱峰演变并实现了方差的对数增长规律,为工程预测提供了紧凑且物理意义明确的壁压波动表征方法。
本文提出了一种结合扩散映射与确定性粒子方法的数据驱动框架,用于从粒子轨迹中提取相干流结构,从而实现对流体中标量输运与混合过程的描述与量化。
本文提出了一种利用深度递归记忆机制的 LSTM-PINN 框架,有效解决了强耦合电热输运系统中多物理场梯度差异大和残差刚度强导致的数值难题,在多种复杂对流与漂移机制下实现了比现有最先进方法更高的热力学保真度与多场一致性。
该研究通过数值模拟证实,在旋转爆震发动机中,基于液雾的膜冷却方案相比传统气膜冷却具有更优的热防护性能,其利用相变吸热和液滴尺寸优化实现了更持久的近壁冷却层,且与气膜结合的混合冷却策略能进一步提升效率而不显著干扰主流流动。
该研究结合实验观测与理论标度分析,揭示了表面活性剂浓度与基底润湿性如何通过调控热毛细对流、溶质输运及粘性阻力等机制,共同决定表面活性剂液滴的蒸发速率、内部流场分布及最终的沉积图案。
该论文提出了一种基于移动参考帧的对称性感知方法,通过分离旋转爆震发动机中快速爆震传播与慢速运行模式的时间尺度,显著提升了深度强化学习控制器在不同初始状态和作动周期下实现模式快速切换的可靠性与鲁棒性。