Schrödinger-Navier-Stokes Equation for the Quantum Simulation of Navier-Stokes Flows
本文重新审视了 Dietrich 和 Vautherin 提出的薛定谔 - 纳维 - 斯托克斯(SNS)方程,通过引入基于哈密顿 - 雅可比(HJ)公式的张量网络 Carleman 嵌入技术,成功构建了首个包含压力、耗散和涡度的真实纳维 - 斯托克斯方程的量子算法,并验证了其在中等雷诺数下对柯尔莫哥洛夫类流动的收敛性与精度。
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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。
本文重新审视了 Dietrich 和 Vautherin 提出的薛定谔 - 纳维 - 斯托克斯(SNS)方程,通过引入基于哈密顿 - 雅可比(HJ)公式的张量网络 Carleman 嵌入技术,成功构建了首个包含压力、耗散和涡度的真实纳维 - 斯托克斯方程的量子算法,并验证了其在中等雷诺数下对柯尔莫哥洛夫类流动的收敛性与精度。
该研究通过液桥拉伸断裂实验发现,非布朗刚性纤维悬浮液的连续介质行为失效始于异质性形成,其临界体积分数随长径比单调递减,且有效拉伸粘度由纤维长度而非直径决定,并遵循米尔斯定律。
该论文提出了一种基于信号感知的条件扩散代理模型,利用主成分表示和时步加权损失函数,实现了对 NASA 通用研究模型机翼在变工况下表面压力分布(特别是激波和吸力峰等非线性特征)的高保真预测,并引入可靠性指标将采样散布与重构误差相关联。
本文提出了一种名为尺度自回归(SAR)的建模方法,通过在非结构化网格上从粗到细分层生成流体流场分布,在显著降低计算成本的同时,实现了比现有扩散模型更低的分布误差和比流匹配 Transolver 更快的推理速度,从而为实际场景中快速准确地估算流体统计量提供了高效工具。
该研究通过直接数值模拟揭示了马赫数 2.5 下二维方肋粗糙度与壁面冷却对可压缩湍流边界层的耦合影响,提出了一种基于拟合优化的零平面位移确定方法以恢复对数律,构建了修正的粗糙壁广义雷诺类比(rGRA)以解决近壁热非均匀性导致的类比失效问题,并验证了改进的强雷诺类比在外部区域对脉动强度的预测能力。
该研究通过高分辨率测量发现,旋转湍流中准二维与三维主导区域的划分并非流动固有特性,而是强烈依赖于有限的垂直测量范围,这一发现质疑了纯二维流形理论的有效性,并强调了在理论描述中考虑分辨率依赖性及波涡耦合机制的必要性。
本文提出了一种高效的大尺度多维 firn 水文学数值模型 HydroFirn,该模型通过仅在饱和区求解压力方程来模拟非饱和 - 饱和流耦合、热力学及相变过程,并证实了侧向异质性对格陵兰冰盖 firn 中融水渗透深度和冰层形成的显著影响,从而有助于降低冰盖质量平衡和海平面上升估算的不确定性。
该研究通过实验与建模证实,应变是控制高密度非布朗颗粒悬浮液从沉降状态转变为完全悬浮状态的关键参数,并据此建立了一个能够统一预测稳态和振荡剪切下颗粒再悬浮阈值的预测模型及新状态图。
该研究通过三维直接数值模拟,揭示了在特定长宽比的矩形腔体中,热羽流活动区域与剪切主导区域在边界层演化及耗散率标律上的显著差异,同时指出尽管存在这些局部特性,整体热输运规律仍与其他低宽深比构型基本一致。
本文提出了一种基于训练自编码器提取振荡器并结合神经网络建模的数据驱动框架,成功实现了对多频率湍流(如三维超音速空腔流)的降阶建模与长期振荡行为预测,从而克服了传统相位约化方法难以处理多频混沌特性的局限。