Comparison of inviscid and viscous vortex shedding from translating and rotating plates
本研究通过将无粘涡片模型与纳维-斯托克斯模拟在约70种中等雷诺数下的非定常板运动中进行对比,证明了该无粘方法在物体主导机制下能准确预测作用力和流场结构,但在流体主导构型下的低攻角状态中表现出精度下降。
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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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本研究通过将无粘涡片模型与纳维-斯托克斯模拟在约70种中等雷诺数下的非定常板运动中进行对比,证明了该无粘方法在物体主导机制下能准确预测作用力和流场结构,但在流体主导构型下的低攻角状态中表现出精度下降。
本文通过展示其在捕捉冲击波、解析涡结构以及匹配五种典型流场案例的统计数据方面的准确性,验证了一种高阶紧致差分可压缩求解器。
本研究确立了柯西数(Cauchy number)作为一个统一的无量纲参数,用以定义气液界面动力学中刚性冲击与软冲击机制之间的转变,并证明通过考虑接触持续时间与射流形成时间之间的失配,一个“部分冲量”框架能够准确预测软冲击中的射流速度减小。
本文通过对不使用切平面近似的纳维-斯托克斯方程进行双重展开,推导出了大规模非赤道海洋风漂流电流的渐近模型,证明了领先阶埃克曼螺旋解的存在性与唯一性,并论证了在各种涡粘性剖面下计算出的表面偏转角与观测结果高度吻合。
本研究引入了带通集成谱本征正交分解(bSPOD),这是一种受频率平滑启发的方法,通过从单个傅里叶变换中估计模态,以减少频谱泄漏和估计器方差,同时为宽带-单频流保持频率分辨率。
通过使用旋转球壳内旋转对流的3D模拟,该研究表明,当对流罗斯贝数降至约二分之一以下时,惯性模会在受旋转约束的湍流中自然涌现,这表明此类模式很可能是由恒星和巨行星内部的差异旋转不稳定性所驱动的。
本文提出了一种改进的悬浮平衡模型,该模型结合了流体动力升力,以高效地模拟微血管通道中的血液流动,成功捕捉了诸如无细胞层形成、红细胞压积与速度分布剖面,以及法拉厄效应和法拉厄-林德奎斯特效应等关键现象。
本文提出并验证了一种在增量压力修正框架内的动态、逐项变分多尺度稳定化表述,该表述能够实现从层流到湍流机制下不可压缩湍流空气动力学的鲁棒、等阶插值模拟,成功捕捉了如 Ahmed 车体和一级方程式赛车等大规模外部空气动力学构型中的复杂流动特征。
本文研究了转子速度感应对轴流中颗粒撞击的影响,证明了经典的二维模型可能会引入系统误差,并提出了一种基于感应斯托克斯数(induction Stokes number)的经过验证的一维延迟模型,以准确捕捉限制性颗粒响应情形之间的过渡机制。
本文引入了 boostlet 变换,这是一种基于庞加莱群(Poincaré group)和各向同性扩张(isotropic dilations)的二维时空声学信号稀疏表示系统,其稀疏性和重构性能均优于小波(wavelets)和剪切波列(shearlets)等现有方法。