Adaptive near-contact repulsion in conservative Allen-Cahn phase-field lattice Boltzmann multiphase model
该论文提出了一种将保守 Allen-Cahn 相场模型与格子玻尔兹曼流体动力学耦合的方法,通过引入一种基于局部膜厚估计的自适应近接触排斥通量,有效解决了多相流模拟中因未解析薄膜动力学导致的虚假聚并问题,同时保持了计算效率并适用于大规模并行计算。
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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。
该论文提出了一种将保守 Allen-Cahn 相场模型与格子玻尔兹曼流体动力学耦合的方法,通过引入一种基于局部膜厚估计的自适应近接触排斥通量,有效解决了多相流模拟中因未解析薄膜动力学导致的虚假聚并问题,同时保持了计算效率并适用于大规模并行计算。
该论文介绍了一种名为 RIO 的无标记法布里 - 珀罗干涉成像工具,它利用标准光学显微镜和 CMOS 相机实现了微流体系统中浓度场的定量可视化,其折射率测量精度高达 RIU,为研究无需分子标记的微尺度非平衡现象提供了高效平台。
本文通过实验、数值模拟及基于润滑近似的理论模型,研究了弹性薄板下粘性气泡的合并过程,揭示了在短时间尺度下弹性板弯曲主导合并动力学并建立了合并速度与颈部界面曲率半径之间的标度关系。
该论文建立了一种描述具有自旋和固有膨胀电荷流体的相对论流体力学理论,推导了包含体粘度和膨胀电导率的唯象关系,揭示了膨胀激发的能隙特性及长波声模的冻结现象,并指出该理论适用于近共形流体在快速膨胀或收缩过程中的动力学描述。
该论文提出了一种结合多层光片照明与神经自编码器的高分辨率单相机方法,通过引入等距性约束,实现了对流动中透明褶皱薄片三维形变的高精度非侵入式重建。
该研究通过高达雷诺数 8000 的三维直接数值模拟,揭示了分层倾斜管道流中向努塞尔数标度律 的“终极”湍流对流状态的亚临界滞后转变机制,并确认了剪切雷诺数超过 420 阈值及对数速度剖面出现的关键特征。
该研究揭示了雨滴撞击覆盖微塑料的浮筏时,颗粒的润湿性、密度和尺寸通过调控粗糙度与毛细粘附力,决定了飞溅阈值、射流形成及微塑料向大气传输的机制,并提出了统一的几何 - 惯性 - 毛细标度律。
该研究针对高超声速转捩边界层中多种不稳定性共存的非线性动力学场景,建立了一套通用的输入 - 输出分解框架,揭示了非线性强迫驱动下不同模态间的能量传递机制、基流相关算子对能量转移的差异化“杠杆”效应,以及高阶波继承低阶波物理特征且与主波发生显著相互作用的早期转捩新规律。
该研究通过耦合 Cahn-Hilliard 相场模型与 ALE 方法的数值框架,揭示了微流控液滴中超弹性细胞确定性封装的流体 - 结构相互作用机制,提出了预测封装操作窗口的统一无量纲标度律,并阐明了细胞几何阻塞效应对液滴生成流态转变及周期非单调依赖性的影响,从而为优化无损细胞封装系统提供了定量指导。
该研究通过直接数值模拟发现,传统的迎风面密度指标无法准确预测非均匀排列树冠的湍流穿透行为,并提出了一种基于有效展向间隙与上方涡旋尺度相对大小的新判据,以根据湍流穿透深度将树冠密度划分为稀疏、中等和稠密三种流态。