Particle Thermal Inertia Delays the Onset of Convection in Particulate Rayleigh-Bénard System
本文研究了颗粒热惯性对颗粒瑞利 - 贝纳德系统线性稳定性的影响,发现颗粒与流体间的热耦合(由比热容比 量化)通过改变基态温度分布并减弱注入壁面附近的热梯度,从而显著抑制了对流的发生。
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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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本文研究了颗粒热惯性对颗粒瑞利 - 贝纳德系统线性稳定性的影响,发现颗粒与流体间的热耦合(由比热容比 量化)通过改变基态温度分布并减弱注入壁面附近的热梯度,从而显著抑制了对流的发生。
该研究通过揭示重力效应及吸附层内压力诱导的体积分数依赖性界面张力变化对线张力的贡献,统一解释了从纳米到毫米尺度液滴线张力在符号和量级上的显著多变性及其与润湿性、初始体积分数和液滴尺寸的依赖关系。
本文提出了一种基于投影约束扩散的生成建模框架,通过结合边界条件扩散模型、物理信息训练目标以及基于几何感知亥姆霍兹 - 霍奇算子的投影约束逆向过程,实现了在任意障碍物几何和边界条件下生成严格满足不可压缩物理约束的二维流场。
该研究提出了一种基于优化框架的三阶谐波表面镶嵌结构,用于增材制造的空 - 空换热器,结果表明该结构在湍流工况下(Re≥7000)相比传统的 Gyroid 结构具有更高的换热效率和更低的压降,且表面波频率是影响其热力性能的关键参数。
该研究通过实验发现,在大纵横比()的湍流热对流中,流动会自组织形成 3 至 7 个水平堆叠的卷状结构且存在多种流态,高普朗特数会引发从卷主导到羽流主导的结构转变并改变动量输运标度律,同时初始条件能影响最终湍流态,且堆叠卷的数量直接调控全局动量与热输运效率。
该研究在简化层流模型下,通过数值分析揭示了水轮机尾水管中螺旋涡绳作为涡破裂不稳定模态的超临界 Hopf 分岔特性,阐明了壁面摩擦忽略时亚临界解导致的滞后回环现象,以及轴流流量增加引发的有限雷诺数下稳态解的跨临界分岔行为。
本研究通过实验与理论相结合,揭示了向上气流中自由悬浮水滴在温度、湿度及形状振荡影响下的蒸发动力学,并提出了一种修正的定律模型,成功预测了不同环境条件下水滴的直径演化与寿命。
该研究揭示了通过调控流体粘弹性(特别是剪切波作用)可显著增强、抑制甚至逆转矩形微通道内的声流,并建立了基于德博拉数和粘性扩散数的声流系数判据以指导微流控系统中的粒子操控与流体输运。
本文通过引入周期性动能输入激发非平衡态,结合数值模拟与改进的总能量模型,揭示了多相湍流中动能与表面能的转换机制,发现表面能及其耗散保持同相且处于平衡态,表明不存在表面能级联。
该研究通过对比冲击诱导射流与激光诱导射流在皮肤模拟材料中的穿透特性,发现前者在相同速度下穿透更深且受距离影响较小,并基于凝胶变形提出了剪切变形模型以统一解释液体射流的穿透机制。