Fixed-grid sharp-interface numerical solutions to the three-phase spherical Stefan problem
本文通过开发一种具有二阶时空精度、基于固定网格锐界面法的数值方法,解决了球坐标系下涉及三个移动界面的三相斯蒂芬问题(Stefan problem),并证明了动能项在纳米级颗粒相变过程中的重要性。
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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。
本文通过开发一种具有二阶时空精度、基于固定网格锐界面法的数值方法,解决了球坐标系下涉及三个移动界面的三相斯蒂芬问题(Stefan problem),并证明了动能项在纳米级颗粒相变过程中的重要性。
本文通过结合大口径垂直3T磁共振成像(MRI)技术与计算流体力学(CFD)模拟,深入研究了增材制造的三周期最小曲面(TPMS)结构在不同雷诺数下的三维流场特性,验证了MRI在复杂多孔结构流场实验验证中的有效性,并揭示了不同TPMS几何形状对流体混合性能的影响。
本文研究了在非平衡自然双扩散对流中,由于浮力平衡的打破如何影响局部化模式(如convectons和anticonvectons)的形成及其演化过程。
本文提出了一种基于可微编程(differentiable programming)的新型求解算法,通过构建全可微模拟器,实现了跨连续流与稀薄流多尺度物理过程的统一建模,并支持通过端到端优化进行物理发现、代理模型构建及仿真加速。
本文通过引入密度跳变和动能等跳变条件,首次推导出了包含熔化、凝固、沸腾和冷凝(MSNBC)现象的三相斯蒂芬问题(Stefan problem)的解析解与二阶精度数值解,为金属增材制造等高能激光加工过程中的相变分析提供了理论依据。
本研究通过开发两种新型OpenFOAM求解器,数值模拟了具有微磁转动(MMR)效应的微极磁流体在狭窄动脉中的三维血流情况,结果表明微磁转动效应在严重狭窄和高红细胞压积条件下对血流速度、涡量、壁面剪切应力及压力降具有显著影响,强调了在未来的磁流体微极血流研究中考虑该效应的重要性。
本文提出了一种基于体积惩罚法(volume penalization technique)的扰动分析方法,通过将声驱动流分解为一阶谐波问题和二阶时间平均问题,实现了对复杂微通道内声流现象的高效、可扩展模拟,并验证了其在处理复杂几何结构时与贴体网格法(body-fitted method)的高度一致性。
本文通过数值模拟与准线性波动力学理论,揭示了旋转三维湍流中三维惯性波与大尺度二维流之间的近共振相互作用会产生一种新的守恒律,从而驱动能量向二维结构转移,并阐明了随着旋转增强,这种能量转移如何减弱并导致系统从二维主导向三维波湍流转变的机制。
本文提出了一种基于“下一代无方程”(next-generation Equation-Free)算法的三层机器学习框架,通过扩散映射(Diffusion Maps)提取低维流形、利用SINDy或MVAR学习降阶模型,并结合k-NN凸插值实现高维重建,从而在无需显式识别偏微分方程(PDE)的情况下,实现了对具有质量约束且含隐状态的复杂系统时空动力学的稳定且高精度的建模。
本文通过数值模拟研究了干燥沉积过程中纤维长度、刚度和浓度对沉积形貌的影响,揭示了蒸发机制(反应限制与扩散限制)如何通过改变流场来调控纤维排列与分布,从而为优化柔性电子器件中的导电网络性能提供了指导。