Sharp-interface VOF method for phase-change simulations on unstructured meshes
本文提出了一种基于代数体积流体(VOF)技术与几何界面重构的锐界面相变模拟方法,该方法适用于非结构化网格且无需经验闭合模型,经多种基准测试验证了其高精度,并揭示了多面体网格在消除各向异性误差及模拟湍流环状沸腾流中的显著优势。
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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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本文提出了一种基于代数体积流体(VOF)技术与几何界面重构的锐界面相变模拟方法,该方法适用于非结构化网格且无需经验闭合模型,经多种基准测试验证了其高精度,并揭示了多面体网格在消除各向异性误差及模拟湍流环状沸腾流中的显著优势。
该论文提出湍流环量涨落具有超统计特性,并证明 q-指数分布能准确描述均匀各向同性湍流中的环量统计规律,从而为基于非广延统计力学研究湍流级联结构开辟了新途径。
该研究通过数值模拟揭示,在低奥内佐格数下,屈服应力与剪切变稀/变稠效应会改变粘塑性液丝的回缩路径,不仅存在两种避免端部断裂的机制,更发现了一种在牛顿流体极限下由纯惯性 - 毛细作用主导的液丝重新开启机制,从而推翻了以往认为低粘度极限下必然发生断裂的观点。
该研究揭示了仿生鱼鳞基底可通过弯曲激活的单侧接触和渐进自锁在适度振幅下产生确定性混沌,并建立了对应奇异降阶模型,证明其混沌行为可通过几何参数(如重叠度、倾斜角及非对称分布)进行编程调控,而无需依赖大变形或材料非线性。
该研究通过变分优化方法系统搜索了可能导致三维 Navier-Stokes 方程解出现奇点的极端流动,发现虽然这些流动在有限时间内表现出与奇点形成一致的快速增长特征,但并未实际产生奇点,从而量化了此类极端情形距离形成奇点的“接近程度”。
本文提出了 AeTHERON,一种受浸入边界法启发的异构图神经算子网络,通过双图表示和稀疏交叉注意力机制有效建模了流体 - 结构相互作用,并在柔性尾鳍拍动的直接数值模拟中实现了毫秒级推理与高保真的长期外推预测。
本文通过离散级理论分析揭示了伪势格子玻尔兹曼模型中界面处寄生速度振荡的成因,并提出了一种无需增加额外复杂度即可有效抑制此类振荡的改进三阶格式,从而显著提升了多相流模拟的可靠性。
本文提出了一种基于 LightGBM 机器学习算法的数据驱动概率模型,利用涵盖多种碰撞工况的大规模实验数据,成功将二元液滴碰撞的确定性描述转化为适用于喷雾模拟的高精度、可处理过渡区随机行为的概率形式。
该研究通过双频交流电场激发技术,在看似线性的电渗流中发现由电场体力非线性介导的非局域能量转移机制,揭示了微小扰动呈现幂律谱并符合完全发展湍流标度律的意外现象,表明内禀非线性即使在低激发线性区也能调控扰动,从而挑战了传统线性近似的适用性。
该研究通过数值模拟发现,在瑞利 - 贝纳德对流中,当底部平板的水平振荡频率与大尺度环流的固有响应时间(由角动量符号恢复时间表征)精确相位锁定时,可触发完美的环流同步反转,从而将热输运效率提升超过 60%。