Scale-by-scale energy transfers in bubbly flows
该研究通过对比两种尺度依赖的能量定义,发现基于 Favre 滤波的定义更为恰当,因为它能准确揭示浮力注入能量、压力向大尺度传递能量,而 advective 非线性和表面张力则将能量向下传递并由粘性耗散的物理机制。
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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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该研究通过对比两种尺度依赖的能量定义,发现基于 Favre 滤波的定义更为恰当,因为它能准确揭示浮力注入能量、压力向大尺度传递能量,而 advective 非线性和表面张力则将能量向下传递并由粘性耗散的物理机制。
本文通过数值模拟与理论分析,研究了邻近二元液滴与液膜的蒸发过程,揭示了邻近效应引起的屏蔽作用如何破坏流场与浓度场的对称性,并阐明了接触角、间距及马兰戈尼数等关键参数对界面驻点位置及流动对称性的影响机制。
本文利用连续对称性解析证明了内波“回音壁模”的存在,揭示了其作为临界斜率波吸引子与沿通道波吸引子之间分界的特性,并据此解释了海底峡谷中的沿通道能量通量及临界斜率附近的潮汐能量增强现象。
该研究通过理论推导与数值模拟,揭示了恒星核心非轴对称内重力波在磁场作用下会转换为阿尔芬波并因相位混合而迅速耗散,从而解释了强磁场对恒星振荡模式的抑制机制。
该研究提出了一种结合相变过程的垂直积分多维建模框架,用于模拟冷 firn 中蓄水层的形成与扩展,揭示了初始温度通过孔隙度减少和冻结作用抑制侧向传播的机制,从而深化了对冰盖融水储存及其对海平面上升影响的理解。
本文提出了一种适用于两无限竖直壁面间湍流竖直自然对流的时空依赖涡热扩散率模型,推导出了平均温度剖面的解析解,揭示了其在近壁内区和中心外区分别遵循两个普适标度律,且该理论结果与直接数值模拟数据吻合良好。
本文通过类比 Batchelor 与 Proudman 的方法建立了理论框架,论证了在局部或库伦规范下磁螺旋度涨落的均方值()因长程关联无法动态形成而守恒,但指出在某些非局域规范下该守恒律可能被破坏,并借助高分辨率数值模拟验证了库伦规范下的理论预测。
该研究证明,在打破前后对称性的非惯性(斯托克斯)流中,仅凭流体动力学相互作用即可实现无受力微粒的净偏转,并提供了基于粒子尺寸、障碍物形状及流动几何的解析标度律,为微流控颗粒操控与过滤提供了不依赖接触作用的严谨理论指导。
本文针对传统火焰面进度变量模型在扩散火焰模拟中因解耦解析尺度与亚格子应变率而导致非物理预测的问题,提出了一种利用湍流动能耗散率()作为跟踪变量的新型可压缩火焰面模型,并通过二维 RANS 模拟验证了该模型在恢复物理一致性、准确关联亚格子模型与解析尺度应变场方面的有效性。
本文在涡轮静子通道内数值研究了基于 JP-5 燃料的燃烧过程,提出了一种将湍流动能耗散率与预混火焰模型耦合的新方法,揭示了该模型相较于传统一步反应模型能更准确地预测因火焰驻留和下游应变率淬熄导致的温度降低及能量释放减少,并成功捕捉了 JP-5 燃料特有的吸热裂解与放热氧化耦合反应特征。