Surrogate normal-forms for the numerical bifurcation and stability analysis of navier-stokes flows via machine learning
本文提出了一种受“无方程”范式启发的“嵌入 - 学习 - 提升”框架,利用流形学习(特别是扩散映射)构建最小维度的降阶模型,从而在保持对称性的同时,高效且准确地对高保真纳维 - 斯托克斯流动进行数值分岔与稳定性分析。
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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。
本文提出了一种受“无方程”范式启发的“嵌入 - 学习 - 提升”框架,利用流形学习(特别是扩散映射)构建最小维度的降阶模型,从而在保持对称性的同时,高效且准确地对高保真纳维 - 斯托克斯流动进行数值分岔与稳定性分析。
本文建立了一种耦合润滑近似流与状态型近场动力学梁理论的流体 - 结构相互作用模型,用于模拟软壁微通道的变形与损伤,并通过线性化色散分析揭示了非局部效应导致的波速抑制现象及基于斯特劳哈尔数与顺应数划分的失效模式。
本文通过实验研究了时变俯仰运动复杂性对动态失速特性的影响,评估了基于静态失速角定义的俯仰率在失速预测中的适用性,并提出了改进广义 Goman-Khrabrov 模型以准确预测非线性俯仰运动气动力响应的方案。
本研究利用立体粒子图像测速技术对比了轴对称管道中 90°突扩与 45°渐扩两种几何构型,发现尽管两者均产生流动分离,但渐扩构型因回流附着于斜壁并斜向冲击主流,引发了更宽的剪切层、更强的湍流各向异性及更高的湍动能,揭示了扩张坡度通过调控回流机制对湍流生成与能量重分布的关键作用。
本研究通过先验分析揭示了传统无拉伸火焰面模型在模拟低维流形下贫燃预混氢火焰时的局限性,并提出了一种基于应变火焰面的一维/二维流形新方法及修正策略,在保持计算效率和内存成本不变的前提下,显著提升了模型对差分扩散、热扩散不稳定性及应变效应的预测精度。
本文提出了一种基于双分布准平衡方法的动能建模与离散化策略,通过高阶速度晶格和严格的流体动力学极限分析,实现了对任意普朗特数和比热比下可压缩流动(包括激波 - 涡相互作用等复杂现象)的 Navier-Stokes-Fourier 方程的高精度、稳定且伽利略不变的数值模拟。
本文提出了一种结合时域随机游走与半解析矩阵热交换模型的随机框架,用于模拟粗糙裂隙介质中的耦合流动与传热过程,揭示了裂隙闭合、相关长度及佩克莱特数对热传输从超扩散到亚扩散转变的影响机制,并阐明了长期热交换的衰减特征及早期基质热惯性的作用。
该研究通过数值模拟揭示了在四辊流场中,当活性布朗粒子的堆积分数超过临界值()时,活动性、拥挤效应与背景流场的耦合会引发一种新型流动诱导相分离现象,其特征表现为中间态均方位移的“隆起”、有效扩散系数的二次方衰减以及从正常到巨型的密度涨落标度转变。
本文提出了一种增强的浸入界面方法,通过引入结合多重界面跳跃条件的双线性速度插值算子,有效解决了近接触间隙内不可压缩流体模拟中网格分辨率受限及计算成本高昂的难题,显著提升了界面与速度场的计算精度。
本文提出了一种适用于多孔及裂隙介质中多组分多相流的等温全局 Buckley-Leverett 框架,该框架通过耦合状态方程、Maxwell-Stefan 扩散、动态毛细管力及应力敏感渗透率等物理机制,在保持经典模型可解释性的同时解决了三相流动的双曲性丢失问题,为碳封存、地热交换及污染物运移等复杂场景提供了严谨且实用的数值模拟基础。