Linearized instability of Couette flow in stress-power law fluids
本文基于热力学框架研究了应力幂律流体中平面库埃特流的线性稳定性,揭示了在速度边界条件下存在多个稳态解且仅上升分支稳定,而在混合边界条件下稳态解唯一且稳定性完全取决于外加牵引力是否位于本构曲线的上升或下降分支。
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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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本文基于热力学框架研究了应力幂律流体中平面库埃特流的线性稳定性,揭示了在速度边界条件下存在多个稳态解且仅上升分支稳定,而在混合边界条件下稳态解唯一且稳定性完全取决于外加牵引力是否位于本构曲线的上升或下降分支。
该论文以 Burgers 湍流为例,提出了一种结合瞬子微积分、融合规则预测及直接数值模拟低阶统计输入的方法,成功从控制方程出发推导了高阶结构函数指数,并揭示了速度梯度矩标度在 处的交叉行为及瞬子涨落的重要性。
本文通过实验研究了动量通量比()对椭圆液滴在超音速横流中破碎机制、激波结构及非定常相互作用的影响,揭示了低值下由边界层条纹与液滴强烈相互作用引发的大尺度非定常性及长波长瑞利 - 泰勒波,而高值则因阻力增强导致非定常性减弱和更规则的破碎模式,同时指出无论值如何,侧向表面的开尔文 - 亥姆霍兹不稳定性始终是椭圆液滴($AR$=0.3 和 1)的主要雾化机制。
该论文研究了非磁性导电粒子在空间非均匀振荡磁场中因感应涡流而产生的稳态磁泳力与力矩,并揭示了粒子间相互作用会导致垂直于磁场方向上的浓度涨落被放大的各向异性扩散现象。
该研究利用数字同轴全息术与超高速单色高温计,结合基于抛物线氧化动力学与外部氧传输限制耦合的模型,首次获取了微米级铁颗粒在氧化过程中的直径分辨特征时间数据,并成功实现了对铁颗粒点火及熔化阶段时间尺度的定量预测。
该研究利用光弹性和粒子追踪技术,揭示了大颗粒在剪切流中的挤压排出效应主要受应力网络动力学(特别是力链长度、结构及应力涨落)的驱动,从而阐明了颗粒尺寸比对大颗粒偏析机制的影响。
该研究通过线性稳定性分析和直接数值模拟,揭示了范德华力显著增强了纳米管内液膜的不稳定性,降低了临界厚度并改变了非线性阶段的界面形貌,同时发现破裂与坍塌过程均遵循指数为 1/3 的普适时间标度律。
该研究通过实验、数值模拟和理论分析,揭示了超声驻波场如何使微流控共流中的液 - 液界面失稳,从而在宽毛细管数范围内实现一种可逆的、可空间调控的“流股部分分裂”新机制,该机制能在不中断主流动的前提下按需生成液滴。
该研究通过高阶间断伽辽金方法求解网络上的二阶 Aw-Rascle-Zhang 连续交通流模型,数值实验证实宏观连续模型能够复现真实城市交通中拥堵簇的尺度不变幂律分布及有限尺寸标度行为,表明其具备自组织临界动力学特征。
该研究通过直接数值模拟涨落纳维 - 斯托克斯方程,定量验证了 Lutsko-Dufty 非平衡长程关联理论和 FNS 动态重正化群理论在从线性到强非线性剪切流 regimes 中的精确有效性,从而巩固了涨落流体动力学经典理论的基础。