Optimized Fish Locomotion using Design-by-Morphing and Bayesian Optimization
该研究提出了一种结合形态设计与贝叶斯优化的计算框架,通过优化波动游泳模式、波长和频率,显著提升了二维波动游泳者的推进效率(较传统模式提高 16% 至 35%),为自主水下推进系统及仿生运动设计提供了高效的新策略。
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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。
该研究提出了一种结合形态设计与贝叶斯优化的计算框架,通过优化波动游泳模式、波长和频率,显著提升了二维波动游泳者的推进效率(较传统模式提高 16% 至 35%),为自主水下推进系统及仿生运动设计提供了高效的新策略。
该论文通过引入海冰漂移效应并基于冰水拖曳耗散机制,构建了一个改进模型,成功解释了南极海冰中观测到的非指数波能衰减现象。
该研究结合时间分辨实验与物理线性模型,通过谱本征正交分解揭示了高斯凸台附着流与分离流中的低频相干结构,指出分离流中的低频动力学主要由三维零频模态不稳定性及有限展向驻波驱动,从而解释了模拟与实验间的差异并为未来数值模拟的展向域尺寸和边界条件选择提供了指导。
该研究通过结合解析模型与基于 URANS 和 DDES 的数值模拟,揭示了热喷涂超音速射流的操作条件如何影响射流不稳定性、粒子飞行特性及远场声学特征,从而提出利用气动声学信号作为非侵入式手段来监测和控制热喷涂工艺。
该论文在无需广义相对论或微分几何背景知识的前提下,回顾了单向水流系统的类比引力描述,并通过引入恒定剪切流,证明了此类流动同样兼容有效弯曲时空及度规描述,从而推广了关于无旋二维流动表面波的有效时空理论。
该研究通过实验探究了微米级自由液滴与颗粒碰撞的机制,揭示了颗粒密度和润湿性对捕获结果的关键影响,并提出了一种修正的有效韦伯数模型以构建统一的碰撞结果相图。
该研究通过直接数值模拟揭示,微米级液膜破裂并非仅由分子力主导,而是取决于气流或惯性驱动力与空腔畸变程度必须同时超过双重阈值,否则表面张力将促使液膜自愈。
本文针对可压缩湍流通道流中缺乏成熟温度变换的问题,基于动量与能量平衡方程提出了新的范德里斯特型和半局部型温度变换,并通过数值模拟验证了半局部型变换在粘性底层和缓冲层具有更优的数据坍缩效果及高精度,从而有效恢复了可压缩壁面律。
本文提出了一种基于稀疏变分高斯过程与柯尔莫哥洛夫 - 阿诺德网络(SVGP-KAN)的机器学习框架,用于从稀疏速度测量数据中重构时间分辨流场,该方法在保持与经典重建方法相当精度的同时,能够提供可靠的认知不确定性量化,从而指导周期性流动的实验设计。
该论文通过数学证明确立了二维 Kolmogorov 流解在任意时刻均保持初始空间对称性的定理,从而揭示了传统直接数值模拟(DNS)因数值噪声破坏对称性而失效,并验证了清洁数值模拟(CNS)在捕捉纳维 - 斯托克斯方程数学真理方面的可靠性。