Two-phase developing laminar mixing layer at supercritical pressures
对超临界压力下冷的液态正癸烷烃和热的氧气之间的剪切层的数值分析表明，可以建立定义明确的相平衡。可变的性能被认为是与产品的密度和粘度在气相中显示出几乎恒定的结果内的层流区域内没有不稳定性。在液-气界面周围形成足够厚的扩散层，以支持连续介质理论和相平衡的情况。虽然分子在所有压力下都被交换为两种物质，但随着压力的增加，穿过界面的净质量通量发生变化。净蒸发发生在低压下，而净冷凝发生在高压下。对于正癸烷和氧气的混合物，转变发生在50巴左右。界面处的平衡值很快达到其下游渐近线。对于所有情况，扩散-平流量的分布都坍缩到类似的解（即，一个独立变量）。对于雷诺数大于239、压力为150 bar时的两个阶段，证明了边界层近似和相似性的有效性。其他压力的结果也是在高雷诺数下得出的。因此，边界层近似和相似的有效性是预期的。然而，在非常高的压力下，类似的一维轮廓因不同的问题约束而异。
2020-06-03 physics.flu-dyn
Numerical Investigation of Coaxial GCH4/LOx Combustion at Supercritical Pressures
本文的目的是数值研究同轴气态甲烷液氧在超临界压力下的燃烧现象。湍流模型、真实气体模型和化学动力学模型的选择是低温高压燃烧数值模拟的关键。在这种超临界工作压力下，理想气体定律对这种情况不再有效。因此，我们系统地进行了比较研究，以分析真实气体模型，湍流参数和化学动力学在这种条件下的重要性。实际气体模型与NIST数据库的比较表明，SRK（Soave Redlich Kwong状态方程（EoS））模型预测与数据库更好的一致性。计算结果还表明，在采用非预混稳态b-PDF小火焰模型模拟燃烧过程时，采用修正常数的标准k-ε湍流模型比其他基于RANS的湍流模型更能捕捉火焰形状和温度峰值位置。此外，比较两种不同的化学动力学模型的比较研究表明，减少琼斯Lindstedt机制可以准确地预测火焰特性与最少的计算成本。最后，研究了燃烧室压力和液氧入口温度对火焰特性的影响。火焰特性表现出对燃烧室压力的强烈敏感性，这是由于随着压力的增加，伪沸腾效应减弱。作为通过跨临界混合层的能量和质量传递的较低湍流速率的结果，火焰传播在升高的压力和温度下变得更窄，从而在跨临界条件下产生增加的火焰长度。
2021-01-21 physics.flu-dyn
Flow Dynamics of a Dodecane Jet in Oxygen Crossflow at Supercritical Pressures
本研究通过大涡模拟和线性稳定性分析，揭示了超临界压力下十二烷射流在氧横流中的稳定性受压力与动量通量比影响，并发现真实流体效应可改变剪切层失稳特性。
2023-10-12 physics.flu-dyn
Sensitivity of three-dimensional boundary-layer stability to intrinsic uncertainties of fluid properties: a study on supercritical CO2
本文研究超临界CO2在Widom线附近流体性质固有不确定性对三维边界层模态稳定性的影响，利用伴随算子构造敏感性系数，揭示了密度梯度扰动与压力二阶导数畸变之间的二次效应。
2025-02-06 physics.flu-dyn
Conservative discontinuous Galerkin method for supercritical, real-fluid flows
本文提出一种守恒型间断伽辽金方法，通过通量计算中对原始变量进行L2投影来抑制超临界真实流体模拟中的虚假压力振荡，并在密度波平流、热气泡平流及射流注入等算例中验证了收敛性、稳定性和降振荡能力。
2024-10-21 physics.flu-dyn
Direct Numerical Simulations of K-type transition in a flat-plate boundary layer with supercritical fluids
本文通过直接数值模拟研究超临界流体平板边界层的K型转捩，发现亚临界和跨临界温度剖面下转捩均被延迟，且跨临界条件下壁面超伪沸腾温度会诱发额外发卡涡与近壁条纹结构。
2024-11-21 physics.flu-dyn
Kinetic Simulations of Compressible Non-Ideal Fluids: From Supercritical Flows to Phase-Change and Exotic Behavior
我们研究了可压缩非理想流体的动力学模型[DOI：10.1103/PhysRevE.102.020103]。该模型通过重新调整粒子速度来施加局部热力学压力，这说明了长程和短程效应，因此具有完全的热力学一致性。该模型是完全伽利略不变量，并把质量，动量和能量作为局部守恒定律。流体动力学极限的分析和推导之后，通过从焦耳-汤普森效应到相变和高速流动的基准模拟来评估准确性和鲁棒性。特别是，我们展示了范德华气体的反转线的直接模拟，然后模拟相变，如饱和液体的一维蒸发，成核和膜沸腾，最终，我们研究了扰动强激波阵面在两种不同流体介质中的稳定性。在所有的情况下，我们发现与相应的理论分析和实验相关性很好的协议。我们表明，我们的模型可以在整个相图，包括超以及亚临界制度，并固有地捕捉相变现象。
2021-02-01 physics.flu-dyn
Physically Interpretable Feature Learning and Inverse Design of Supercritical Airfoils
机器学习模型已经证明了学习复杂模式和进行预测的强大能力。在高维非线性流体动力学问题中，数据表示往往会极大地影响机器学习算法的性能和可解释性。随着机器学习在流体动力学研究中的应用越来越多，对物理上可解释的模型的需求也在不断增长。本文提出了一种基于变分自编码器的特征学习算法，该算法能够将物理特征分配给变分自编码器的一些潜变量。此外，从理论上证明了其余的潜变量是独立的物理特征。所提出的算法进行训练，包括冲击波的功能在其潜变量的超临界压力分布的重建。重建精度和物理可解释性也与其他变分自动编码器进行了比较。然后，该算法被用于超临界翼型的反设计，这使得生成的翼型几何形状的基础上的物理特征，而不是完整的压力分布。它还展示了操纵翼型的某些压力分布特征而不改变其他特征的能力。
2022-04-16 physics.flu-dyn
Instability in strongly stratified plane Couette flow with application to supercritical fluids
本文通过广义拐点判据、分段线性长波模型和数值计算，揭示运动黏度极小值主导强分层平面 Couette 流不稳定性，并解释超临界流体中的观测模态。
2024-06-12 physics.flu-dyn
Direct Numerical Simulation of high Prandtl number fluids and supercritical carbon dioxide canonical flows using the spectral element method
先进核反应堆（第四代）的设计涉及一系列影响安全和性能的具有挑战性的流体流动问题。目前，这些问题都是在不同的规模，这是耗时和昂贵的特设的方式来解决。高分辨率传热数值数据库的创建有可能帮助开发准确和廉价的降低分辨率的传热模型。这种模型可以帮助解决与先进反应堆的传热行为相关的工业驱动问题。该模型可以使用多尺度层次开发的一部分，最近能源部资助的卓越中心的热流体应用在核能。最终，这可以导致快速运行的可靠模型，从而加快先进反应堆的部署。本文利用谱元程序Nek5000和NekRS对混合对流条件下的传热进行了一系列的直接数值模拟。首先，我们研究了高普朗特数流体在加热平行平板中流动的传热。计算的数据库最终将被用来评估现有的传热相关性，并提出一些修改的情况下，没有令人满意的选择。我们还研究了超临界二氧化碳（sCO_2）在直加热管中的传热相变现象。低马赫数近似用于解耦热压力和动压力，因为在这个问题中压力降可以忽略不计。使用多区域多项式计算sCO2的性质。我们观察到，传热恶化发生在组合的sCO2的性质的变化和湍流动能（TKE）的贬值为向上流。而在向下流动中，由于TKE的增加，传热得到增强。
2022-03-13 physics.flu-dyn
Self-similar solution of a supercritical two-phase laminar mixing layer
在超临界压力下液体与气体突然接触的实验表明，由于热力学相平衡，两相共存，在气液界面两侧产生扩散层。在分流板的近场中的液体和气体流之间的层流混合层的相关数值研究表明，质量、动量和热扩散层在非常高的压力下以自相似的方式演变。本文将高压两相层流混合层方程用一个相似变量加以改写。考虑液态烃和气态氧。在液-气界面处应用自由边界条件和适当的匹配条件。为了求解方程组，选择基于Soave-Redlich-Kwong状态方程的真实流体热力学模型。与直接求解层流混合层方程所得结果的比较表明了相似方法应用于非理想两相流的有效性。即使当气体比液体热时，在高压下也会发生冷凝，而热量会传导到液体中。最后，提出了一个广义的相关性来表示不同的问题设置的混合层厚度的演变。
2020-05-29 physics.flu-dyn
Transient growth in diabatic boundary layers with fluids at supercritical pressure
本文研究超临界压力流体边界层中跨越 Widom 线的温度剖面对非模态扰动增长的影响，发现跨临界状态下 Orr 机制导致短距离内强烈次优增长，且非模态 N-factor 与理想气体逆压梯度情形相似，加热跨越 Widom 线时最优增长可促进转捩。
2024-06-11 physics.flu-dyn
The stability of stratified horizontal flows of carbon dioxide at supercritical pressures
本文通过阴影成像与壁温测量研究88.5 bar下二氧化碳水平槽道在顶/底加热时的分层稳定性，揭示稳定与不稳定分层对传热的相反作用。
2024-09-13 physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulation reveals supercritical bifurcation in flow mode transitions of power-law fluids in the four-roll mill
本文采用TRT-RLB模型模拟四辊磨中幂律流体，发现两种新的超临界分岔涡模式，并阐明Re、幂律指数及几何参数对转变路径和流态的定量影响。
2025-01-08 physics.flu-dyn
Detailed simulation of LOX/GCH4 flame-vortex interaction in supercritical Taylor-Green flows with machine learning
本文模拟超临界 LOX/GCH4 的三维反应性 Taylor-Green 涡，揭示真实流体导致的火焰拉伸与淬灭增强，并用 DNN 将热物性计算加速 13 倍。
2023-12-08 physics.flu-dyn
Adaptive sampling of pressure distribution features for the airfoil statistical analysis
在超临界机翼设计领域，学者们通过理论和实验分析，总结出了各种原理、规律和规律。这些规则的适用性通常受到所研究翼型样品的限制。随着计算流体动力学和计算智能技术的发展，这些工作可以更好地在计算机上进行。本文提出了一种输出空间采样方法，用于生成具有特定压力分布或满足某些特殊要求的翼型样本。然后利用精心挑选和分布的样本进行统计研究，以获得更可靠或更通用的空气动力学规则，可以用于指导超临界翼型设计过程。输出空间采样方法在填充空间和探索边界方面的能力也得到了提高。采用输出空间采样方法生成不同要求的超临界翼型样品，揭示了激波位置与阻力发散马赫数和阻力蠕变特性之间的关系。
2020-10-05 physics.flu-dyn
Physics of rapidly expanding supercritical solutions: A first approach
我们考虑的情况下，超临界流体出现在音速从一个小孔在高压室。随后的膨胀导致压降，然后流体进入一个状态，在该状态下，其在$P-V$空间中的状态方程朝着原点凹进。这是在非理想流体中发生膨胀激波的信号。本文提供了详细的分析计算的形状和位置的膨胀冲击，使用惠瑟姆的前端跟踪方法。对超临界二氧化碳的特定情况下，在各种操作条件下的前的形状的依赖性进行了计算。结果揭示了超临界溶液（RESS）的快速膨胀，这是一种用于许多制造技术的过程。
1999-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The piston effect in supercritical fluids investigated via a reversible-irreversible vector field splitting-based explicit time integration scheme
针对超临界流体临界点附近的活塞效应，提出一种基于可逆-不可逆向量场分裂的二阶显式交错网格有限差分法，实现热声耦合问题的无误差数值求解。
2025-10-10 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Subcritical and supercritical bifurcations in axisymmetric viscoelastic pipe flows
最近Garg等人在Phys. Rev. Lett.，121.024502（2018）。从非线性的角度来看，这意味着与亚临界牛顿管流相比，流动可以过渡到超临界湍流。粘弹性管流亚临界和超临界分岔的实验证据已被报道，但这些非线性现象尚未得到理论研究。在这项工作中，我们研究了弱非线性稳定性的流动进行多尺度扩展的线性临界条件附近的扰动。扰动参数为雷诺数，其余参数均为无扰动参数。导出了三阶Ginzburg-Landau方程，其系数表示了流动的分叉类型。在探索了一个大的参数空间后，我们发现，聚合物浓度起着重要的作用：在高聚合物浓度（或小的溶剂-溶液粘度比$β\lessapprox0.785$），非线性稳定的流动，表明流动将分叉超临界，而在低聚合物浓度（$β\gtrapprox 0.785$），流动分叉是亚临界的。结果同意定性与实验观察到的关键$β\approx0.855$。UCM流体的管流可以是线性不稳定的，其分叉类型也是超临界的。在$β$的固定值处，当$Wi$足够大时，Landau系数与Weissenberg数的倒数（$Wi$）成比例。目前的分析提供了一个理论上的理解，最近的研究超临界和亚临界路线的弹性惯性湍流粘弹性管流。
2021-08-19 physics.flu-dyn
Low-order model for successive bifurcations of the fluidic pinball
我们提出了一个不可压缩流的第一个最小阶Galerkin模型经历两个连续的超临界分岔的Hopf和干草叉型。一个关键的推动者是平均场的考虑，利用平均流的对称性和波动的不对称性。这些对称性推广了平均场论，例如，不需要慢增长率的假设。由此产生的5维Galerkin模型成功地描述了流体弹球，一个二维的尾流周围的一组三个等距间隔的圆柱体的现象。相应的过渡方案示出经历两个连续的超临界分岔，即霍普夫和干草叉分岔的方式混沌。广义平均场伽辽金方法可以用来描述其他过渡情况。
2021-04-11 physics.flu-dyn
Linear instability of Poiseuille flows with highly non-ideal fluids
本文的目的是研究接近汽液临界点的Poiffille流的线性模态和代数不稳定性。接近这个临界点，理想气体假设不成立，出现大的非理想流体行为。作为代表性的非理想流体，我们考虑压力为80巴的超临界二氧化碳（CO $_2$），其高于其临界压力73.9巴。泊松流的特征在于雷诺数（$Re=ρ_{w}^{*}u_{r}^{*}h^{*}/μ_{w}^{*}$）、普朗特数（$Pr=μ_{w}^{*}C_{pw}^{*}/κ_{w}^{*}$）和埃克特数（$Ec=u_{r}^{*2}/C_{pw}^{*}T_{w}^{*}$）的乘积以及除了压力之外还确定热力学参考条件的壁温。对于低Eckert数，流动基本上是等温的，并且观察到与不可压缩流动的众所周知的稳定性行为没有差异。然而，如果埃克特数增加，粘性加热引起的热力学和输运性质的梯度，和非理想气体的效果变得显着。可以考虑层流底部流的三种状态，亚临界（通道中的温度完全低于其伪临界值）、跨临界和超临界温度状态。如果相比的线性稳定性的理想气体Poiffille流，我们表明，基流是更不稳定的亚临界制度，无粘不稳定的跨临界制度，而显着更稳定的超临界制度。根据对应态原理，我们期望在相同的热力学状态下，对其他流体也能得到定性上类似的结果。
2018-09-24 physics.flu-dyn
Novel two-phase method for supercritical water flow
目前，在超过临界点的相图研究的复苏提出了质疑的超临界流体作为一个单一的相具有不同的性质的传统信念。在同一条线上，一种新的两相方法已被提出来研究超临界流动与传热恶化（HTD）现象。采用VOF多相流模型对管内流动进行了分析，模拟结果合理地预测了壁面温度峰值。此外，不同轴向位置的速度和湍流动能分布解释了HTD的发生，并且与先前存在的数值方法相当。此外，本文的定量分析是对定性认识的阐述.对超临界流体热物理性质的参数研究表明，密度变化是超临界流体中HTD的主要原因。因此，根据这一结论，提出的研究重点是由于密度变化产生的力。这项技术使我们对超临界流体有了全面的了解。这导致了这样的推论，即对于不存在的HTD效应，浮力和惯性力在整个流动中必须具有相当的大小。此外，伪相变模型通过呈现体积分数数据而优于现有的研究。该变量的映射揭示了在HTD位点处的壁附近的较轻相的厚度的突然跳跃，这也反映为无量纲两相厚度（P）图中的最大值。然而，这种观察仅限于浮力引起的HTD。最后，一个理论表达式已被概念化计算的两相厚度（h）值，它可以作为一个基本的长度尺度在超临界流，因为它标志着该区域的最高性能梯度附近的壁。
2020-11-24 physics.flu-dyn
Numerical simulation of a comparative study on heat extraction from Soultz-sous-Forêts geothermal field using supercritical carbon dioxide and water as a working fluid
地热能是当今人类社会取之不尽、用之不竭的能源。从深层地下提取能量需要使用在双井之间循环的工作流体进行工程设计。由于其热性能，CO2是传热流体的理想选择。通过使用CO2，与其他工作流体相比，工作流体损失是一个优点。本研究开发了一个现场规模的水热模型，以研究从Soultz-sous-Forêts与CO2作为工作流体的热提取潜力。结果进行了比较，为相同的情况下，水作为工作流体。通过考虑储层响应和井筒热交换，建立了对热提取机理的更好理解。敏感性分析进行了不同的注射温度和流速为50年。结果表明，井筒效应比储层对生产温度的响应高出数倍。此外，降低注入温度最终导致地下温度降低较小，从而提高了整体热提取潜力，对热突破的影响较小。注入井眼周围形成的冷区由于靠近生产井眼，可能会影响生产流体温度。为了达到更高的热提取效率，必须使用足够的井眼间距。CO2可以用作工作流体超过50年，因为在研究条件下，CO2在储层中没有显示出显著的热突破和温度羽流演化。对于50年的运行，CO2在所有注入速率和温度下显示出较低的温度降低。
2022-07-15 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Investigation of high-pressure turbulent jets using direct numerical simulation
基于射流直径（$D$）和射流出口速度（$U_{e}$），对雷诺数（$Re_{D}$）为$5000$的自由圆射流进行了直接数值模拟，研究了超临界压力下射流的湍流特性。射流由$\mathrm{N_{2}}$组成，在相同温度下将其注入$\mathrm{N_{2}}$中。为了理解湍流混合，在施密特数为1时，被动标量随流动被输送。两套流入条件，模型射流从一个光滑的收缩喷嘴（层流流入）或长管喷嘴（湍流流入）被认为是。通过一次改变一个参数，模拟检查喷流的热力学条件的敏感性（其特征在于在压缩因子（$Z$）和归一化的等温压缩性），流入条件，和环境压力（$p_{\infty}$）跨越完美的真实气体条件。流入影响流量统计在近场（包含潜在的核心关闭和过渡区），以及进一步下游（包含充分发展的流量与自相似统计）在大气和超临界$p_{\infty}$。流入的敏感性较大的过渡区，在那里的层流流入射流表现出占主导地位的相干结构，产生更高的平均应变率和更高的湍流动能比在顺向流入射流。在固定的超临界$p_{\infty}$下减小$Z$增强了压力和密度波动（分别由局部平均压力和密度归一化），但对速度波动的影响也取决于局部流动动力学。当$Z$减小时，层流入流射流过渡区的大平均应变率显著增强速度波动（由局部平均速度归一化）和标量混合，而湍流入流射流的影响最小。
2021-06-05 physics.flu-dyn
Towards Convectons in the Supercritical Regime: Homoclinic Snaking in Natural Doubly Diffusive Convection
本文研究了垂直狭缝中自然双扩散对流中的对流子，证明其能持续存在于超临界且无双稳态的参数区域，并通过空间动力学揭示了低 Prandtl 数下惯性作用使次级分支结构日益复杂。
2023-01-20 nlin.PS physics.flu-dyn
Study of transfer learning from 2D supercritical airfoils to 3D transonic swept wings
本文研究将二维超临界翼型模型通过迁移学习用于三维后掠机翼预测，嵌入后掠理论，仅需约500个样本即可将误差降低60%至80%。
2022-06-06 physics.flu-dyn
Exact analytical solutions for the piston effect in supercritical fluids under post-acoustic approximation -- Short-time asymptotics, thermal penetration depth and comparison with the Spacelab D-2 experiments
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利研究与教育网络温格物理研究中心）；Society for the Unity of Science and Technology（科学与技术团结学会）
针对超临界流体中的活塞效应，在线性后声学近似下推导了直角和球坐标中一维问题的精确解析解，分析了短时渐近和热穿透深度，并通过考虑容器热容与Spacelab D-2实验数据良好吻合。
2026-08-18 physics.flu-dyn
Non-Equilibrium Stratification in Supercritical CO2
Universite de Pau et des Pays de l’Adour, E2S UPPA（波城及阿杜尔地区大学）；Dipartimento di Fisica ’A. Pontremoli’, Università degli Studi di Milano（米兰大学物理系）；Univ Toulouse, INSA Toulouse, CNRS, LPCNO（图卢兹大学）；Laboratoire de Génie Chimique, CNRS, Toulouse INP, Université de Toulouse（图卢兹国立理工学院）；CTS Consulting & Technical Support（CTS咨询与技术支持）
通过阴影成像实验，揭示了超临界CO2在稳定温度梯度下的自发分层现象，挑战了经典热力学对非平衡超临界区域的描述。
2026-06-04 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Direct numerical simulation of high-pressure mixing in turbulent jets
在采用柴油、燃气轮机和液体火箭发动机的汽车和航空航天应用中，燃烧之前是燃料和氧化剂在高压下的喷射和混合，通常超过混合物临界值。实验观察表明，在超临界压力下喷射的射流表现出显着不同的动态比射流在亚临界条件下，由于在超临界状态下缺乏明显的液相和气相。结果表明，在两种工况下，混合流体的平均流动量，如势核长度、射流空间增长率和速度衰减曲线等不同，从而导致混合流体的分布不同。在这项研究中，湍流射流直接数值模拟（DNS）进行检查之间的变化统计注入氮气（$\mathrm{N_{2}}$）在氮气（$\mathrm{N_{2}}$）在亚临界（理想气体）和超临界条件。考虑了雷诺数（$Re_{D}$）、喷孔直径（$D$）和喷孔速度（$U_{0}$）、$5000$和马赫数（$0.6$）下的等温圆射流。对于混合分析，被动标量与流动进行检查。
2019-07-26 physics.comp-ph physics.flu-dyn
The effect of pressure fluctuations on the shapes of thinning liquid curtains
本文研究了在正弦环境压力扰动作用下，一个在重力作用下变薄的无粘液膜（一个涂层幕）在垂直狭缝中的时间响应。理论研究采用了由\cite{weinp1}提出的双曲型偏微分方程。帘的响应由槽韦伯数$W_{e_0} = ρq V/2σ$表征，其中$V$是帘在槽处的速度，$q$是每单位宽度的体积流速，$σ$是表面张力，并且$ρ$是流体密度。流动扰动沿着具有相对于$\pm \sqrt{uV/W_{e_0}}$的帘的速度的特性行进，其中$u = \sqrt{V^2 + 2gx}$是在距槽下游距离$x$处的帘速度。当流动为亚临界（$W_{e_0} < 1$）时，狭缝附近的上游行进扰动影响幕帘中心线，并且狭缝处的幕帘中心线的斜率以作为$W_{e_0}$的函数的振幅振荡。相反，所有的扰动在超临界帘幕（$W_{e_0} > 1$）中向下游行进，并且帘幕在槽处的斜率是垂直的。在这里，我们专门检查下的超临界和亚临界流条件下的响应$W_{e_0} = 1$附近的窗帘推断是否有一个实质性的变化，在整体形状和幅度的窗帘响应。尽管缝附近的窗帘解决方案的局部差异，我们发现，亚临界和超临界窗帘有类似的响应，所有施加的正弦频率。
2021-01-22 physics.flu-dyn
Direct numerical simulation of complete transition to turbulence with a fluid at supercritical pressure
该研究通过完全可压缩直接数值模拟，揭示超临界压力流体受热平板边界层在跨临界条件下由伪沸腾、逆流和强剪切层驱动的独特层流–湍流转捩机制，并验证变物性标度。
2025-06-07 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Thermodynamics-Informed Input Reparameterization for Neural Prediction of Real-Fluid Thermodynamic Properties in Supercritical Combustion
State Key Laboratory of Turbulence and Complex Systems, College of Engineering, Peking University（湍流与复杂系统国家重点实验室，北京大学工学院）；AI for Science Institute (AISI)（科学智能研究院）
研究超临界燃烧模拟中真实流体热力学性质评估成本高的问题，提出TAIR策略，通过用目标匹配的热力学坐标替换原始焓坐标，降低了预测温度、密度和压缩系数的RMSE，证明收益源于热力学匹配的输入设计。
2026-07-22 cs.LG physics.comp-ph physics.flu-dyn
Liquid-jet instability at high pressures with real-fluid interface thermodynamics
在超临界压力下喷射液体燃料是燃烧中的一个相关课题，但通常被忽视。在过去，液体实验快速过渡到超临界状态的错误假设，从而忽略了两相界面动力学在雾化过程的早期阶段的任何作用。然而，最近的研究表明，当地的热力学相平衡和混合之间的参与物种允许在这个压力范围内的两相共存。在这项工作中，适用于变密度的真实流体的体积的方法被用来解决低马赫数的控制方程耦合的热力学模型的基础上的Soave-Redlich-Kwong状态方程。分析了150 bar下正癸烷组成的冷液体射流与氧气组成的热气体的混合过程、界面热力学和早期变形。虽然热从较热的气体传导到液体中，但净冷凝可以在高压下提供适当的局部能量平衡。然后，蒸发和冷凝可以同时发生在不同的界面位置。随着压力的增加，液体和气体混合物在界面附近变得更加相似。因此，低表面张力力和气体状液体粘度的组合导致表面不稳定性的早期增长。早期的结果表明与高韦伯数不可压缩流有某些相似之处。采用动力学涡识别方法，分析了涡动力学对界面变形的影响。
2021-12-13 physics.flu-dyn
HiPrFlame-An ab initio based real-fluid modeling approach for high-pressure combustion-I. Rationale, methodology, and application to laminar premixed flames
针对高压燃烧中真实流体效应预测精度不足的问题，提出基于从头算的HiPrFlame框架，整合三阶维里状态方程与Enskog理论，结合神经网络代理模型，在氢燃烧案例中显著优于传统方法。
2025-09-08 physics.flu-dyn
Numerical methods to prevent pressure oscillations in transcritical flows
跨临界真实流体效应的精确和鲁棒模拟对于许多工程应用至关重要，例如内燃机、火箭发动机和燃气轮机的燃料喷射。例如，在柴油机中，液体燃料以超过其临界值的压力喷射到环境气体中，并且燃料射流将在燃烧发生之前被加热到超临界温度。这个过程通常被称为跨临界注入。跨临界区域中的最大热力学梯度发生在流体在穿过伪沸腾线时经历类液体到类气体的转变时（Yang 2000，Oschwald等人2006，Banuti 2015）。跨临界注入过程中的复杂过程仍然没有得到很好的理解。因此，为了深入了解高压燃烧系统，需要精确和强大的数值模拟工具来表征超临界和跨临界流。
2017-05-29 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Local pressure for inhomogeneous fluids
考虑了平衡态和局部平衡态下非均匀流体中局部压力的定义。热力学和机械（流体动力学）的背景下调和。对存在的问题和不确定性进行了讨论。
2020-08-26 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Capillary and priming pressures control the penetration of yield-stress fluids through non-wetting 2D meshes
本研究实验揭示了水基屈服应力流体穿透疏水网格的过程由屈服应力、毛细压力与启动压力竞争控制，并首次发现启动压力源于局部毛细不稳定性引起的压力降。
2025-11-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Exact pressure evolution equation for incompressible fluids
计算流体动力学的一个重要方面是确定等温不可压缩流体中的流体压力。特别地，这涉及用于流体压力的精确演化方程的构造，其取代泊松方程并产生作为泊松求解器的算法，即，它允许时间提前完全相同的流体压力\textit{without solving the Poisson equation} %。实际上，不可压纳维-斯托克斯方程是双曲型和椭圆型偏微分方程的混合，无论是解析还是数值研究都非常困难。在本文中，我们打算表明，这个问题的精确解可以实现采用的方法的基础上逆动力学理论（IKT）最近开发的不可压缩流体的Ellero和Tessarotto（2004-2007）。特别是，我们打算证明，流体场的演化可以通过一个合适的动力系统来实现，被识别与所谓的Navier-Stokes（NS）动力系统。结果发现，流体压力服从一个定义明确的演化方程。这一结果似乎与流体动力学的拉格朗日方法的建立有关。
2008-06-30 physics.class-ph physics.flu-dyn
Defining the pressures of a fluid in a nanoporous, heterogeneous medium
我们描述的热力学状态的单相流体局限于多孔介质与希尔的热力学的小系统，也被称为纳米热力学。这种定义小系统热力学的方式，与一组单独的控制变量，可能是有用的非变形多孔介质中的运输的研究，目前还没有共识存在的压力计算。对于一个封闭的流体，我们观察到有两个压力，积分和差压。我们使用分子模拟，调查和确认的纳米热力学关系的一个代表性的基本体积（REV）。对于单相流体在不同孔隙率的固体球的面心立方晶格中的模型系统，我们计算流体密度、流体-固体表面张力、复制能量、积分压力、熵和内能。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.flu-dyn
Models of Flow through Porous Media of Polar Fluids with Pressure-Dependent Viscosity
本文提出了一种考虑压力依赖粘度和多孔微观结构影响的极性流体流动模型，通过内在体积平均法和拖曳函数建立了适用于颗粒和压实介质的流动方程。
2025-12-02 math-ph math.MP physics.flu-dyn
