Generative Adversarial Network Rooms in Generative Graph Grammar Dungeons for The Legend of Zelda
Southwestern University（西南大学）
生成对抗网络（GANs）已经证明了它们能够学习数据中的模式，并产生与包括视频游戏在内的多个领域的训练集相似但不同的新样本。然而，GANs有一个固定的输出大小，因此为地牢爬行游戏创建任意大小的关卡是困难的。GANs也很难对语义需求进行编码，从而使关卡变得有趣和可玩。本文结合了一个GAN的方法来生成单独的房间与图形语法的方法来组合成一个地牢的房间。GAN捕获各个房间的设计原则，但是图形语法将房间组织成具有由设计者确定的一系列障碍物的全局布局。来自塞尔达传说的房间数据用于训练GAN。用户研究验证了这种方法，表明GAN地下城与原始游戏中的关卡一样令人愉快，并且仅使用图形语法生成关卡。然而，GAN地下城的房间被认为更复杂，而普通图形语法的地下城被认为是最不复杂和最具挑战性的。只有GAN方法创建了布局和房间的广泛供应，其中房间跨越了培训集中看到的那些房间的范围，以融合来自多个房间的设计原则的新创作。
2020-04-19 cs.AI cs.LG cs.NE
Elasto-plastic flow of a foam around an obstacle
本文模拟了理想二维单分散泡沫体在管道中绕不同对称和非对称障碍物的准静态流动。我们记录压力和网络的阻力和升力的贡献，并研究它们作为障碍物几何形状的函数。结果表明，阻力随障碍物截面的增大而线性增大。非对称翼型形状上的升力是负的，并且随着其弧长而增加，主要是由于压力的贡献。
2012-02-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Constrained flow around a magnetic obstacle
许多实际应用利用外部局部磁场--磁障碍--作为其结构的基本部分。最近，已经证明，受外场影响的导电流体的流动可以表现出几种再循环。本文报道了一个三维数值研究，其部分结果与实验进行了比较，在一个矩形管道中的这种流动。
2008-05-07 physics.flu-dyn
Two dimensional incompressible ideal flow around a small obstacle
本文研究了当障碍物很小时，在单个光滑障碍物外的不可压缩、理想、时间相关的二维流动的渐近行为。我们的主要目的是确定的方程所满足的极限流量。我们将看到，渐近行为取决于$γ$，即障碍物周围的环流。对于绕单个障碍物的光滑流，$γ$是由初始数据确定的守恒量。我们将证明，如果$γ= 0$，极限流满足标准的不可压缩欧拉方程在全平面内，但如果$γ\neq 0$，极限方程获得一个额外的强迫项。我们对待这个问题，首先构建一个序列的近似解的不可压缩的2D欧拉方程在全平面的精确解时，解决方程的外部的每个障碍，然后通过限制弱制定的方程。我们使用显式处理的格林函数的外部域的基础上共形映射，{ \it先验}估计通过仔细检查的限制过程和Div-Curl引理，连同一个标准的弱收敛处理的非线性通道的限制。
2002-03-22 physics.flu-dyn
Inertial flow around obstacles in microchannels
再循环尾迹的形成是钝体惯性绕流的一个显著特征。在均匀无界流中，在旋涡脱落开始之下，再循环尾流区域中的流体在封闭的平面轨道上移动。因此，定常尾流是流动中的隔离区，并且不与自由流交换流体。在这项工作中，我们利用格子玻尔兹曼模拟和微流体实验来证明，在微通道惯性流动的牛顿流体，再循环尾流被取代的三维涡流。螺旋流线在障碍物后面的涡流和自由流之间产生连续的流体交换。流动惯性由定义为$Re = \frac{u_{max}D_{y}}ν$的雷诺数表示，其中$u_{max}$是通道入口中的最大流体速度，$D_{y}$是特征障碍物长度，并且$ν$是流体运动粘度。我们讨论了$Re$、障碍物形状和壁面约束对流体进入旋涡的影响。此外，我们表明，在流动的稀悬浮液的颗粒周围的障碍物，流体进入涡流也可以导致在捕获的颗粒。
2017-10-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Three-dimensional streaming around an obstacle in a Hele-Shaw cell
本研究发展了 Hele-Shaw 几何微通道中障碍物周围的三维流动理论，发现流动方向随深度变化，并预测速度按距离立方反比衰减，实验验证了该特征与衰减速率。
2022-11-15 physics.flu-dyn
High-resolution large-eddy simulations of simplified urban flows
在雷诺数为10，000的条件下，根据自由流速度和障碍物高度，对两个矩形障碍物的绕流进行了高保真度的大涡模拟。来流是一个发展的紊流边界层。平均速度分量，湍流波动，和项的惯性动能预算进行了分析，为三个流态：掠流，尾流干扰，孤立粗糙度。三个区域的流动经历了最显着的变化：第一个障碍物的尾流，在第二个障碍物的前面的区域，和周围的第二个障碍物。在撇流情况下，障碍物之间的空腔中的湍流活动是有限的，并且主要发生在第二障碍物前面的小区域中。在尾流干扰的情况下，有一个强相互作用之间的自由流，通过空腔和尾流的第一个障碍物。这种相互作用导致障碍物之间更强烈的湍流波动。在孤立粗糙度的情况下，第一个障碍物的尾迹与孤立障碍物的尾迹吻合得很好。在第二个障碍物周围出现具有强烈湍流波动的分离泡。
2022-07-14 physics.flu-dyn
Potential-flow models for channelled two-dimensional premixed flames around near-circular obstacles
二维薄预混火焰的动力学是在数学模型的框架内解决的，其中的流场在任何一侧的前面是分段不可压缩和无涡。火焰被限制在通道渐近直不可穿透的墙壁被认为是。除了几个自由传播沿直通道，注意力集中在火焰传播对高速流动和定位附近的圆形中心障碍物，或附近的两个对称的凸块向内突出。结合保角映射和格林函数，推导出每个配置中瞬时前形状的Frankel积分-微分方程的正则化概括，并数值求解。这产生了各种看起来真实的现象：稳定的前沿（对称或不对称），噪音引起的子皱纹，闪回事件和呼吸前沿脉动流。观点和开放的数学/物理问题，最后唤起。
2010-01-27 physics.flu-dyn
Wave-crests around obstacles in odd viscous liquids
Center for Computation and Theory of Soft Materials, Robert R. McCormick School of Engineering and Applied Science, Northwestern University（西北大学罗伯特·R·麦考密克工程与应用科学学院软物质计算与理论中心）；Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）
针对奇粘性系数未知的问题，本研究受经典液体色散面结论启发，理论确定了二维和三维奇粘性液体中运动障碍物周围的等相位波峰形状，推导出奇粘性系数需满足的参数关系，为其实验测定提供框架。
2025-11-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
An experimental investigation of the laminar horseshoe vortex around an emerging obstacle
在自由表面下发展的边界层中放置一个新兴的长障碍物，产生一个复杂的马蹄涡（HSV）系统，该系统由一组表现出丰富多样的动力学特性的涡组成。本实验研究探讨这种流动结构和精确的特点，使用PIV测量，在很宽的范围内的无量纲参数（雷诺数$Re_h \in [750, 8300]$，边界层发展比$h/δ\in [1.25, 4.25]$和障碍物纵横比$W/h \in [0.67, 2.33]$）的HSV的几何和动力学特性的演变。HSV的动力学研究是基于HSV涡运动的分类到一个增强的特定的二维类型学，分离相干（由于涡涡相互作用）和不规则的演变（由于出现小尺度的不稳定性）。这种精确的分类是可能的，由于使用的涡跟踪方法应用于PIV测量，一个半经验模型的HSV涡运动，然后提出了突出的HSV动力学的一些重要机制，如（i）周围的涡流对涡流运动的影响和（ii）之间存在的相移的所有涡流的运动。对HSV几何特性（涡位置、特征长度和频率）随流动参数变化的研究表明，HSV的流向延伸与障碍物宽度、HSV涡数与其延伸之间存在很强的相关性。这些数据与以前的研究浸没的障碍物的比较表明，新兴的障碍物会导致更大的不利压力梯度和障碍物前面的向下流动。
2018-08-25 physics.flu-dyn
Unsteady flow predictions around an obstacle using Geometry-Parameterized Dual-Encoder Physics-Informed Neural Network
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shanghai Ship and Shipping Research Institute Co., Ltd.（上海船舶运输科学研究所有限公司）
本文提出几何参数化双编码物理信息神经网络，用于高效预测复杂几何障碍物周围的不稳流场，通过双编码架构和纳维-斯托克斯方程约束，实现高精度流场重建与泛化能力。
2026-01-10 physics.flu-dyn
A twin-decoder structure for incompressible laminar flow reconstruction with uncertainty estimation around 2D obstacles
在过去的几年里，深度学习方法已经被证明是计算流体动力学社区的极大兴趣，特别是当用作替代模型时，无论是用于流动重建，湍流建模还是用于预测空气动力系数。总体而言，已经获得了异常的准确度，但所提出的方法的鲁棒性和可靠性仍有待探索，特别是在训练数据集定义的置信区域之外。在这篇文章中，我们提出了一个双自动编码器网络不可压缩的层流重建与周围的二维障碍物的不确定性估计。所提出的架构是在由大约12，000个随机形状的数值计算的层流组成的数据集上训练的，并且自然地在几何重建分支和流预测解码器之间强制执行准线性关系。基于这一特点，提出了两个不确定性估计过程，允许二元决策（接受或拒绝预测），或提出一个置信区间以及流量预测（u，v，p）。数据集样本以及看不见的形状的结果显示，该重建分数与流量预测的均方误差呈强正相关。这种方法提供了在所提供的输入显示出与训练数据的太大偏差时警告训练模型的用户的可能性，使得所产生的代理模型对于快速和可靠的流量预测是保守的。
2021-10-01 physics.flu-dyn
Orbits of swimmers around obstacles
本文提出了一个低雷诺数下圆形游泳者与圆柱之间的二维水动力相互作用模型，采用点奇异性描述游泳活动。我们推导出一个非线性动力学系统，充分描述的运动，并讨论了一般的特点的相图和各种蠕动模式的典型轨迹。收缩游泳者表现出稳定的束缚轨道所产生的单极和偶极蠕动模式，这是强大的相对于游泳者的大小和包含更高的蠕动模式的对比性质。可伸展的游泳者的行为是通过时间反演和它们的轨道是不稳定的，在定性与实验观察。
2016-12-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On correcting the eddy-viscosity models in RANS simulations for turbulent flows and scalar transport around obstacles
在湍流标量输运的RANS模拟中，通常使用涡粘性（EV）模型来封闭雷诺应力，从而产生合理的平均流预测，但标量输运结果中存在较大误差，而不管标量通量模型的不足。EV模型的这种失效模式通常与动量和标量的输运取决于不同的雷诺应力分量这一事实有关。目前的工作解决了两个常见的问题，这些故障在湍流标量运输障碍物周围。第一个问题是普遍高估的标量传输附近的迎风面，这主要是由于在传统的EV模式中没有壁阻塞机制。因此，我们提出了一个剪切保持壁块（SPWB）的方法来分析校正的超预测壁法向应力下的可实现性约束。第二个问题是下游大分离区的标量传输普遍预测不足，这主要是由于涡脱落的存在使传统EV模型的耗散闭包中的标度场失效。因此，我们最近提出的双尺度双线性EV（DSDL）模型的标量输运预测。在此基础上，建立了SPWB-DSDL混合模型。然后将该模型应用于两个测试用例，其中第一个测试用例具有上游冲击流和下游二维分离的钝性障碍物，第二个测试用例具有上游凹面流和下游三维分离的流线型障碍物。在这两种情况下，SPWB-DSDL模型能够同时得到合理的平均流场，湍流能量和应力，以及在上游和下游区域的标量传输的结果，从而证明了显着的改进，在一个经典的EV模型。
2022-06-29 physics.flu-dyn
Two-dimensional flow of foam around a circular obstacle: local measurements of elasticity, plasticity and flow
我们调查的二维流动的液体泡沫周围的圆形障碍物通过测量所有的本地字段来描述这种流动：速度，压力，气泡变形和重排。我们展示了我们的实验装置，一个准2D的“液体池”系统，是适应这些领域的确定：速度和气泡变形是很容易从2D电影测量，和压力可以通过利用这个系统的一个特定的功能，一个2D有效的压缩性测量。为了准确地描述气泡重排，我们提出了一个新的，张量描述。所有这些量都通过平均程序进行评估，我们证明场的波动本质上是随机的。在参考实验情况下，对流动进行了广泛的研究;在障碍物的尾流中，速度呈现出过冲，压力在前侧最大，在后侧最小。弹性形变和速度梯度的研究表明，活塞流和屈服区之间的过渡是平滑的。我们的张量描述T1 s突出其相关性与气泡变形和速度梯度。流动的一个显著特征，特别是在速度和T1再分配上，是泡沫弹性行为的显著不对称上游/下游特征。我们发现，结果不改变定性时，各种控制参数的变化，确定一个强大的准静态制度。这些结果进行了讨论的框架中的实际泡沫流变学文献，我们认为，它们构成了现有的流变模型的严峻考验，因为它们捕获的弹性，塑性和流体行为的泡沫。
2006-06-20 physics.flu-dyn
Trajectory and distribution of suspended non-Brownian particles moving past a fixed spherical or cylindrical obstacle
我们研究了任意颗粒与障碍物长宽比的零雷诺数极限下悬浮非布朗球体经过固定圆柱形或球形障碍物的运动。我们考虑了在均匀力作用下悬浮球在静止流体中的运动，以及均匀的环境速度场驱动自由悬浮的颗粒。我们确定一个单一的障碍物周围的颗粒的分布，并解决个别颗粒的轨迹来评论过去的一系列固定的障碍物的稀悬浮液的运输。首先，我们得到一个概率密度函数的表达式，管理分布的稀悬浮颗粒周围一个孤立的障碍物，我们表明，它是各向同性的。然后，我们提出了一个解析表达式-使用欧拉和拉格朗日方法推导出-在运动过程中达到的最小粒子-障碍物分离，作为传入的碰撞参量的函数，即远离障碍物的运动线和平行于驱动场的坐标轴之间的初始偏移。此外，我们推导出小初始偏移的渐近行为，并表明，最小分离指数衰减。最后，我们使用这个解析表达式来定义一个有效的流体动力学表面粗糙度的基础上所经历的净横向位移悬浮球移动过去的障碍。
2014-04-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamic similarity of vortex shedding in a superfluid flowing past a penetrable obstacle
Seoul National University（首尔大学）；NextQuantum, Seoul National University（NextQuantum，首尔大学）；Institute of Applied Physics, Seoul National University（首尔大学应用物理研究所）
研究超流体绕穿透障碍物的涡街动力学，定义有效直径并构建超流体雷诺数，揭示涡旋脱落转变及斯特劳哈尔数与阻力系数的普适性。
2026-05-13 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Quasi-two-dimensional bacterial swimming around pillars: enhanced trapping efficiency and curvature dependence
微泳者在准二维中比在三维中表现出更多样化的行为。由于处理两个平行固体边界的分析困难，这种行为仍然难以捉摸。准二维系统中附加障碍的存在使分析进一步复杂化。结合实验和流体动力学模拟，我们研究了空间维度如何影响微型游泳者和障碍物之间的相互作用。我们通过蚀刻盖玻片制作了准二维的微观柱，并观察到细菌在柱之间游动。细菌被捕获在圆形柱周围，并且捕获效率随着准二维度的增加或随着柱的曲率的减小而增加。最简单的情况下，一个封闭的蠕动的数值模拟显示异常增加的流体动力学吸引力，建立增强的相互作用是准二维微流体力学的一个普遍属性。我们还证明了局部曲率的障碍控制的捕获效率通过实验与椭圆柱。
2022-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Graph neural networks for laminar flow prediction around random 2D shapes
近年来，基于像素的卷积神经网络在快速流场预测领域占据了主导地位。然而，最近出现的图卷积神经网络（GCNN）吸引了相当大的关注，在计算流体动力学（CFD）社区。在这篇文章中，我们提出了一个GCNN结构作为替代模型的层流预测周围的二维障碍。与传统的图像像素卷积不同，图形卷积可以直接应用于贴体三角形网格，因此可以轻松与CFD求解器耦合。所提出的GCNN模型是在由CFD计算的2,000个随机2D形状周围的层流组成的数据集上训练的。精度水平进行评估重建的速度和压力场周围的训练障碍，并与标准的U型网络架构，特别是在边界层区域。
2021-10-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Obstacle-tuned transition from chaotic to coherent vortex flows and odd diffusion in chiral active fluids
本文通过理论预测和流体动力学模拟，研究了旋转胶体与周期性障碍物的相互作用，发现可通过转子密度和障碍物尺寸调控稳态涡旋与活性湍流的相对主导地位，并揭示了奇数扩散通量在有限阻塞下增强有效扩散输运的机制。
2025-08-21 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
A volume penalization lattice Boltzmann method for simulating flows in the presence of obstacles
LBM与体积惩罚（VP LBM）方法相结合，以模拟存在障碍物的流动。使用单弛豫时间LBM和多弛豫时间LBM。对于流体运动被移动边界增强的情况，我们的结果与分析结果的比较是令人满意的。本文还计算了较高雷诺数下圆柱绕流。在这种情况下，VP LBM方法被并行化。我们的结果与文献中发现的比较，证明了VP LBM处理复杂流动的可靠性。
2018-12-13 physics.comp-ph physics.flu-dyn
On the analogy between streamlined magnetic and solid obstacles
类比中阐述了两个系统的定性描述：磁流体动力学（MHD）流动通过一个区域，其中一个外部的局部磁场（磁障碍）的应用，和普通的流体动力学流动周围的固体障碍。前一个问题在理论上和实践上都很有意义，而后一个问题是普通流体力学中的经典问题。第一个类比是，当相互作用参数$N$，即外加磁场的强度显著增加时，在MHD流中形成一个不可穿透的区域--磁障碍的核心。磁障碍物的核心是流线型的上游流和感应横流电流，像一个外国绝缘插入放置在普通的流体动力学流。在堆芯中，物质流的闭合流线类似于电势的等值线，而电流的闭合流线类似于压力的等值线。第二个类比是当雷诺数$Re$（即上游流的速度）大于临界值时，附着涡流从磁障碍物产生的再循环模式中脱离。涡流从磁性障碍物上的脱离类似于经过真正的固体障碍物时发生的情况。根据入口和/或初始条件，观察到的旋涡脱落可以是对称的或不对称的。
2009-08-21 physics.flu-dyn
Particle tracking velocimetry and trajectory curvature statistics for particle-laden liquid metal flow in the wake of a cylindrical obstacle
本文分析了不同障碍雷诺数下液态金属颗粒绕圆柱形障碍物的尾迹流动。液态金属中的粒子是用动态中子射线照相法显示的。我们提出了一个改进的版本，我们的图像处理和粒子跟踪代码MHT-X的障碍物尾流的粒子跟踪测速的结果。后者现在利用用于运动预测和粒子轨迹重建的粒子图像测速场的无发散插值。我们证明了显着的改善，在以前获得的结果，显示能力，以评估湍流液态金属流的时间和空间特性，并验证我们的方法对理论预期的精度和准确性，数值模拟和文献中报道的实验。我们获得了预期的旋涡脱落频率缩放与障碍雷诺数，并正确地识别普遍的代数增长规律预测和观察各向同性均匀的二维湍流的轨迹曲率。粒子停留时间内的障碍物唤醒和速度统计也推导出来，并发现是物理上的声音。最后，我们概述了潜在的改进，我们的方法和计划，进一步研究使用中子成像的粒子负载流。
2022-06-21 physics.flu-dyn
Scattering of gravity waves in subcritical flows over an obstacle
本文数值研究了线性水波对定常流的散射系数。我们比较了跨和亚临界流的散射，然后集中在后者已被用于最近的模拟重力实验。主要的区别在于模式放大的幅度：跨临界流显示出大的放大（这通常与霍金的预测一致），而这种效应在亚临界流中被严重抑制。这是由于频率小于某个临界值时穿过障碍物的传输。结果，亚临界流显示出由临界频率附近的窄带分离的高频和低频行为。在低频区，长波长的传输伴随着非绝热散射到短波长，其频谱在频率上近似线性。相比之下，在高频区域，似乎不存在简单的描述。特别是，对于类似于最近使用的障碍物，我们观察到，上游的斜率仍然影响下游侧的散射，因为一些剩余的传输。
2016-04-25 gr-qc physics.flu-dyn
Flow regimes and types of solid obstacle surface roughness in turbulent heat transfer inside periodic porous media
本文的重点是系统地研究多孔介质中固体障碍物表面粗糙度对微尺度流动物理的影响，并报道其对宏观阻力和努塞尔数的影响。本文对周期性多孔介质中的雷诺平均流场进行了数值模拟，该多孔介质由一排方形圆柱组成，圆柱表面有方形粗糙颗粒。两个流态被确定相对于表面粗糙度颗粒高度：细和粗粗糙度制度。在精细粗糙度区域中粗糙度颗粒的影响仅限于固体障碍物表面周围的近壁边界层。在粗粗糙度制度，粗糙度颗粒修改的微尺度流场在整个孔隙空间的多孔介质。在细粗糙度区域，从粗糙固体障碍物到多孔介质内的流体的热传递小于从光滑固体障碍物到多孔介质内的流体的热传递。在粗糙粗糙度制度，有一个增强的热传递从粗糙的固体障碍物的多孔介质内的流体。总阻力减少也观察到在精细粗糙度制度的最小粗糙度颗粒高度。表面粗糙度颗粒间距决定了固体障碍物表面被再循环、再附着和停滞流覆盖的部分面积。随着粗糙颗粒间距的增加，有两个竞争因素的传热率：增加由于更多的表面积覆盖的再附着流，和减少由于固体障碍物表面上的粗糙颗粒的数量减少。孔隙率的减小和雷诺数的增加放大了表面粗糙度对微尺度流动的影响。
2023-02-02 physics.flu-dyn
Generalization capabilities of MeshGraphNets to unseen geometries for fluid dynamics
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CentraleSupélec（中央理工-高等电力学院）；ENS Paris-Saclay（巴黎萨克雷高等师范学校）；CNRS（法国国家科学研究中心）
该研究构建了含多形状多障碍物的CFD基准数据集，测试MeshGraphNets对未见几何结构的流体动力学泛化能力，发现单形状训练的模型有时可良好泛化至其他形状。
2024-08-12 cs.AI cs.LG cs.NA
Barchans interacting with dune-size obstacles: details of the fluid flow and motion of grains
本研究采用颗粒尺度数值模拟，揭示水下新月形沙丘遇沙丘尺度障碍物时颗粒越过、绕过或被困的流体机制及颗粒受力规律。
2025-06-14 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Flow and clogging of capillary droplets
Yale University（耶鲁大学）；Emory University（埃默里大学）；The City College of New York（纽约市立学院）
该研究提出经实验验证的毛细管可变形粒子模型，模拟毛细管液滴在狭窄通道与障碍物阵列中的流动堵塞，揭示速度非单调分布、液滴包裹障碍物及堵塞概率随表面张力非单调变化的规律，为复杂受限结构中液滴流动的预测研究提供支撑。
2024-10-17 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Machine Learning for Physics-Informed Generation of Dispersed Multiphase Flow Using Generative Adversarial Networks
流体绕随机分布的静止球形颗粒的流动是分散多相流研究中的一个重要问题。在本文中，我们提出了一种机器学习方法，使用生成对抗网络框架和卷积神经网络架构，以重建颗粒周围的随机分布的单分散颗粒的流体流动。该模型被应用于各种雷诺数和颗粒体积分数的组合，分别跨越范围[2.69，172.96]和[0.11，0.45]。所研究的情况下，该模型的测试性能是非常有前途的。
2020-05-11 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A Demonstration of Quantum Circuit Implementation for Obstacle Flow Using Carleman-Linearized Lattice Boltzmann Method
QunaSys；Department of Earth and Planetary Science, The University of Tokyo（东京大学地球行星科学科）
本研究通过块编码和量子奇异值变换实现二维障碍物绕流的量子算法，展示了非周期性边界条件的量子电路嵌入，并证明所需量子比特和门数量随格点对数增长。
2026-05-27 physics.flu-dyn quant-ph
Numerical Algorithms for Water Waves with Background Flow over Obstacles and Topography
我们提出了两个准确和有效的算法求解不可压缩，无旋欧拉方程的自由表面在二维背景流周期性，多连通的流体域，包括固定的障碍物和可变的底部地形。一种方法是制定的表面速度潜力，而其他的演变涡面强度。这两种方法采用层电位的形式周期柯西积分计算的正常速度的自由表面，与任意参数化的自由表面和边界兼容，并允许循环周围的每个障碍物，这导致多值速度势，但单值流函数。我们证明了由此产生的第二类Fredholm积分方程是可逆的，可能经过物理动机的有限秩校正。在一个角度弧长设置，我们展示了如何避免与空间周期性不兼容的曲线重建错误。我们使用所提出的方法来研究重力毛细波产生的流动周围的几个椭圆形障碍物以上的平坦或可变的底部边界。在每种情况下，自由表面最终在飞溅奇点中自相交或与边界碰撞。我们还展示了如何评估整个流体的速度和压力与频谱精度，包括附近的自由表面和固体边界。为了评估时间演化的准确性，我们监测能量守恒和傅立叶模式的衰减，并比较两种方法的数值结果。我们实现了几个求解器的离散线性系统，并比较它们的性能。最快的方法采用图形处理单元（GPU）来构造矩阵并执行广义最小残差方法（GMRES）的迭代。
2022-05-05 cs.NA math-ph math.AP
Two-dimensional electron hydrodynamics in a random array of impenetrable obstacles: Magnetoresistivity, Hall viscosity, and the Landauer dipole
本文构建了二维电子液体流经不可穿透障碍物随机阵列的流体动力学框架，推导电阻率张量公式，揭示霍尔黏度对电场旋转、霍尔常数偏离及负磁阻的影响，并建立电阻率与Landauer偶极子的概念联系。
2023-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
