An improved mathematical model for the sedimentation of microplastic particles in a lid-driven cavity with obstacle
本文建立了一个小颗粒在有障碍物的空腔流中的沉降过程的数学模型，用于模拟微塑料颗粒在河流中的输运。背景流场采用中等雷诺数的定常不可压Navier-Stokes方程模拟。将球形颗粒注入该流场，并求解其运动方程以确定沉积在障碍物表面上的颗粒数量。为了捕捉河床底面上的典型生物有机体和生物膜的影响，障碍物可以对颗粒施加吸引力。各种模拟和参数的研究进行，以确定的障碍物的几何形状，颗粒密度，和上的沉降过程中的吸引力的影响。
2020-05-09 physics.flu-dyn
Hybrid deep learning and iterative methods for accelerated solutions of viscous incompressible flow
Zhejiang University（浙江大学）
本文提出HyDEA框架，结合DeepONet预测搜索方向与CG/PCG迭代细化，高效求解不可压缩流压力泊松方程，在几何、分辨率和雷诺数上展现出优异的泛化能力与超分辨率特性。
2025-11-02 physics.flu-dyn
Stochastic Line-Motion and Stochastic Conservation Laws for Non-Ideal Hydromagnetic Models. I. Incompressible Fluids and Isotropic Transport Coefficients
我们证明了非理想（粘性和电阻）不可压缩磁流体动力学方程的光滑解满足通量守恒的随机律。这个属性涉及从一个给定的，固定的表面通过平流它在时间上向后扰动下的等离子体速度与随机白噪声的表面的合奏。结果表明，通过固定表面的磁通量等于在较早的时间通过表面系综的磁通量的平均值。这一结果与著名的理想磁流体力学的阿尔芬定理类似，并且对任何磁普朗特数都有效。第二个随机守恒定律被证明在单位普朗特数下成立，这是由Bekenstein-Oron对理想MHD导出的广义Kelvin定理的随机版本。这些随机守恒律不仅被证明是非理想MHD方程的结果，但事实上被证明是等价于这些方程。我们得出类似的结果，两个更精细的磁流体模型，霍尔磁流体力学和双流体等离子体模型，仍然假设不可压缩的速度和各向同性的输运系数。最后，我们利用这些结果简要讨论了磁流体湍流的无限雷诺数极限，并支持通量守恒在该极限下保持随机性的猜想。
2008-11-30 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
An explicit meshless point collocation solver for incompressible Navier-Stokes equations
本文提出了一种强形式的无网格点配置显式求解器，用于求解二维瞬态不可压缩粘性N-S方程。我们数值求解控制流方程的流函数涡量公式。我们使用一个统一的笛卡尔嵌入网格来表示流域。我们使用无网格点配置（MPC）方法计算空间导数。我们验证了常用的基准问题，包括盖驱动的空腔流，流动后向台阶和圆柱后的旋涡脱落的数值方案的准确性。我们已经研究了所提出的方案的适用性，通过考虑流的情况下，复杂的几何形状，如在管道中的流动与圆柱形的障碍物，在一个分叉的几何形状的流动，和流动过去的复杂形状的障碍物。我们的方法提供了高精度和优良的计算效率所证明的验证例子，同时保持稳定的时间步长相比，在无条件稳定的隐式方法。
2019-06-10 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Phase-space Lagrangian dynamics of incompressible thermofluids
理想流体（即连续介质）中的相空间拉格朗日动力学通常与所谓的{ \it理想示踪粒子}有关。后者，原则上可以允许有任意的初始速度，被理解为无限小尺寸的粒子，它们不会产生流体的显著扰动，并且它们之间不相互作用。一个尚未解决的理论问题是正确定义它们在理想流体中的动力学。这个问题是相关的，以展示流体动力学和经典动力学系统之间的联系，根据规定的流体系统，它唯一地产生其时间演化。本文的目的是表明示踪粒子动力学可以{ \it精确}建立一个任意的不可压缩流体唯一的基础上的逆动力学理论（IKT）的建设（Tessarotto \textit{et al.}，2000-2008）。作为一个例子，不可压缩的牛顿热流体的情况下，在这里考虑。
2009-05-31 physics.class-ph physics.flu-dyn
The steady incompressible ideal free-boundary flows of a hydromagnetic star
High Altitude Observatory, NSF National Center for Atmospheric Research（美国国家大气研究中心高空观测站）；Lynker Space（林克空间）
研究引力作用下理想磁流体恒星中不可压缩自由边界流，以钱德拉塞卡等人的稳定场向流及新的稳定横向流为解，探讨稳定流起源、近理想流体特性，还单独研究理想流体，解释太阳日冕爆发现象。
2026-07-07 astro-ph.SR 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
Development of high vorticity in incompressible 3D Euler equations: influence of initial conditions
不可压缩的三维理想流发展出非常薄的、增加涡量的薄饼状区域。这些区域随着涡度最大值和薄煎饼厚度之间的缩放$ω_{\max}(t)\propto\ell(t)^{-2/3}$而演变，并为能谱提供了主要贡献，其中对于某些初始流观察到逐渐形成的Kolmogorov间隔$E_{k}\propto k^{-5/3}$ [Agafontsev et.等人，Phys.Fluids 27，085102（2015）]。通过大量的数值模拟，本文研究了初始条件对饼状形成过程和Kolmogorov能谱发展的影响。
2017-01-10 physics.flu-dyn
Ideal incompressible axisymmetric MHD: Uncovering finite-time singularities
该研究通过数值证据表明，三维轴对称理想不可压缩磁流体动力学方程中，有限时间奇点的形成取决于初始速度与磁场强度比C，并分析了不同C值下的奇点类型。
2025-07-09 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Wake Effects on Drift in Two-Dimensional Inviscid Incompressible Flows
本文分析了在二维不可压缩无粘流体中，旋涡尾迹对障碍物通过引起的颗粒拉格朗日位移的影响。除了单个粒子的轨迹，我们还研究了它们的漂移和相应的总漂移面积在Föppl和Kirchhoff势流模型。我们的研究结果，这是得到数值计算，并在某些制度也支持渐近分析，无尾势流作为参考相比。我们表明，在存在的Föppl涡尾流的一些粒子遵循更复杂的轨迹具有第二个循环。在Föppl流中出现一个额外的驻点被认为是这种效应的一个来源。它还表明，虽然总漂移面积增加的尾流的大涡强度的大小，它实际上是减少了小循环值。另一方面，基尔霍夫流模型被证明有一个无界的总漂移区。通过提供一个系统的帐户上的漂移尾流的影响，这项研究的结果将允许更准确的建模的流体动力搅拌。
2014-11-26 physics.flu-dyn
Progressive internal gravity waves with bounded upper surface climbing a triangular obstacle
在本文中，我们讨论了一个理论模型的界面轮廓的渐进的非线性波的结果，从引入一个三角形障碍，有限的高度，连接到底部以下的分层，理想的，两层流体的流动，从上面有一个刚性的边界。推导出的方程求解采用非线性摄动法。研究了界面轮廓对三角形障碍物尺寸的依赖性，以及对一些流动参数的依赖性，如两种流体的深度和密度的比值。
1998-01-01 physics.flu-dyn
A Fast Hybrid Pressure-Correction Algorithm for Simulating Incompressible Flows by Projection Methods
本文针对投影法中压力校正耗时问题，提出结合无网格离散、加权最小二乘与浸入边界思想的FFT加速混合算法，五组算例证明其稳健且显著快于多重网格方法。
2023-05-08 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Port-Hamiltonian Modeling of Ideal Fluid Flow: Part II. Compressible and Incompressible Flow
本文的第一部分系统地推导了黎曼流形上理想流体流动的端口-哈密顿模型的Stokes Dirac结构。从作为流体的位形空间的一组非同态出发，通过Poisson约化导出Stokes Dirac结构，然后通过边界端口和分布端口来扩充。附加的边界端口已被证明是自然出现在对偶映射配对的表面项，在标准哈密顿理论中总是被忽略。在第一部分中提出的端口哈密顿模型只对应于流体的动能和它的能量变量如何演变，使能量守恒。在第二部分中，我们利用分布端口的动能端口哈密顿系统来表示一些流体动力学系统。通过添加内能，我们模拟可压缩流，绝热和等熵，并通过添加约束力，我们模拟不可压缩流。所使用的关键工具是相互连接的地图有关的流体运动的动态平流量的动态。
2020-12-03 math-ph math.DG math.MP
The helicity distribution for the 3D incompressible Euler equations
本文针对三维不可压缩欧拉方程，在温和正则性条件下定义缺陷分布刻画局部螺旋度平衡，并在有界域上建立由涡量、速度和压力边界贡献表示的全局螺旋度平衡。
2025-01-04 math.AP physics.flu-dyn
Laminar natural double diffusive convection in a square cavity containing a square hot obstacle and filled with various types of Nanofluids: Benchmark
本文在层流双扩散自然对流的框架内给出了一组数值研究结果。我们已经研究了水基不可压缩纳米流体循环的热物理comportment，由于浮力，在二维封闭的矩形空腔内的两个可比较的情况下，考虑或不考虑中心等温块。这项调查的结果主要建立在对控制流量的最具分析性变量的参数研究之上。浮力比范围为-5 ~100，瑞利数范围为103 ~ 106，路易斯数范围为0 ~ 200。四种类型的纳米颗粒被认为是：铜，氧化铝，碳纳米管和二氧化钛的浓度范围从0到0.1。流动的特点是由等温线，等浓度线和流线，并讨论了结果的努塞尔和舍伍德平均数，流线最大平均值和动能作为上述各种控制参数的函数。
2021-09-11 physics.flu-dyn
Drift Due to Two Obstacles in Different Arrangements
本文研究了在运动参考系中二维定常流动的假设下，两个圆柱体通过无界范围的无粘不可压缩流体时所引起的漂移。我们的目标是评估所得到的总颗粒漂移如何取决于几何配置的参数，即，圆柱体之间的距离和它们相对于平移方向的角度。通过数值计算，对于不同的圆柱配置，粒子的轨迹开始在不同的初始位置，这个问题进行了研究。在这些计算中使用的速度场表示在封闭的形式使用的方法的复变函数理论和计算的准确性进行了仔细的验证。我们确定气缸配置，导致在增加和减少漂移相对于参考情况下，两个气缸被分开一个无限的距离。粒子轨迹揭示了在不同的漂移值的配置中的圆柱体之间的流体动力学相互作用的额外的光。这一结果的集合提供了关于用于研究生物运输的模型的准确性的见解。
2016-04-14 physics.flu-dyn
Non intrusive parametric Reduced Order Models based on physics for incompressible flow
LaSIE, UMR CNRS 7356, La Rochelle Université（拉罗谢尔大学）
本研究扩展物理结构化算子推断（OpInf），构建用于不可压缩流动的非侵入式参数化降阶模型，经顶盖驱动流、多孔介质流验证，可准确预测未见过的参数值下的流动场且计算高效。
2026-10-12 physics.flu-dyn
Dynamics of Ideal Fluid Flows
本文研究了理想流体流动的动力学，探讨了欧拉方程的最小作用原理、特殊解的存在性及可解性问题。
2025-12-09 math.AP physics.flu-dyn
Steady-state two-phase flow of compressible and incompressible fluids in a capillary tube of varying radius
本文研究了稳态条件下变半径毛细管内可压缩流体和不可压缩流体的不混溶两相流动。不可压缩流体是牛顿流体，可压缩流体是无粘理想气体。与两种流体之间的界面相关联的表面张力引入了由于管半径的变化而沿着管变化的毛细力。由于毛细管力和可压缩性的影响之间的相互作用，在一组属性，是不同于不可压缩的两相流。当流体朝向出口移动时，可压缩流体的气泡由于压力降低而体积增大。可压缩气泡的体积增长使得出口处的体积流率高于入口处的体积流率。增长不仅是管两端压降的函数，而且是环境压力的函数。此外，毛细力产生有效阈值，低于该阈值则没有流动。在阈值以上，系统显示出流速和有效压降之间的弱非线性，其中非线性还取决于管两端的绝对压强。
2022-07-21 physics.flu-dyn
Weak dual pairs and jetlet methods for ideal incompressible fluid models in $n\geq 2$ dimensions
我们回顾了对偶对在力学中的作用，并利用它们来推导正则化不可压缩流体系统的类粒子解。在我们的例子中，我们有一个对偶对，它是由双同态作用于点粒子（实质上是通过移动点）而产生的。然后，我们通过考虑泰勒级数上的非同态的作用来增加我们的对偶对，也称为喷流。增广的弱对偶诱导的粒子类的解决方案和守恒律与粒子携带一个副本的喷流组的层次。我们称这些增广粒子为小喷流。喷流群作为有限维模型的自同构群本身，因此喷流粒子作为有限维模型的自相似性所表现出的理想不可压缩流体。的守恒定律相关的射流解决方案是一个阴影的开尔文环流定理。最后，我们研究了无限时间粒子并合的动力学。我们证明了两个合并的粒子在第零级的层次产生的动力学渐近接近的一个单一的粒子在第一级的层次。这种合并行为，然后验证数值以及角动量的交换，必须发生在两个粒子的近碰撞。由此产生的粒子样的解决方案提出了一类新的无网格方法，工作在尺寸$n \geq 2$，并表现出开尔文的环流定理的阴影。更广泛地说，这提供了理想流体中自相似性的第一个有限维模型之一。
2016-07-12 math-ph math.DS math.MP
Onsager's Conjecture for the Incompressible Euler Equations in Bounded Domains
本文的目的是证明，在有界区域$Ω\subset \mathbb{R}^n$中，理想不可压缩流体在$Ω\times (0,T) \subset \mathbb{R}^n\times\mathbb{R}_t$中的欧拉方程的任何弱解$(u(x,t),p(x,t))$，具有不可渗透边界条件：$u\cdot \vec n =0$在$\partialΩ\times(0,T)$上，在速度场$u \in L^3((0,T); C^{0,α}(\overlineΩ))$，具有$α>\frac13\,.$的区间$(0,T)$上具有恒定能量
2017-07-11 math.AP physics.flu-dyn
Entropically damped artificial compressibility for the discretization corrected particle strength exchange method in incompressible fluid mechanics
提出一种基于熵阻尼人工可压缩性和DC-PSE的无网格格式求解不可压缩Navier-Stokes方程，耦合Brinkman惩罚处理复杂几何，验证显示精度优于hr-SPH且与已有研究吻合。
2023-10-16 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Learning Flow Distributions via Projection-Constrained Diffusion on Manifolds
本文提出了一种基于投影约束扩散的生成模型，用于在任意障碍几何和边界条件下合成物理上可行的二维不可压缩流，通过结合边界条件扩散模型、物理指导训练目标和几何感知的霍尔次-霍奇算子，实现了对不可压缩流的高效生成。
2026-02-19 cs.LG physics.flu-dyn
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
An integrable localized approximation for interaction of two nearly anti-parallel sheets of the generalized vorticity in 2D ideal electron-magnetohydrodynamic flows
建立了理想不可压缩电子磁流体力学（EMHD）中二维流动冻结涡线的形式。本文提出了广义涡度两个封闭面非线性动力学的局部化近似，并用速端图方法证明了它的可积性。
2002-10-10 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
kh2d-solver: A Python Library for Idealized Two-Dimensional Incompressible Kelvin-Helmholtz Instability
kh2d-solver 是一个开源 Python 库，采用分数步投影法和快速正弦变换模拟二维不可压缩开尔文-亥姆霍兹不稳定性，并通过四个典型算例揭示混合效率取决于不稳定性生成路径而非强度度量，挑战了基于 Richardson 数的参数化。
2025-09-19 physics.ao-ph physics.comp-ph physics.ed-ph
Experimental Realization of an Incompressible Newtonian Fluid in Two Dimensions
几纳米厚、几毫米直径的自由悬浮近晶A液晶薄膜中微米级夹杂物的布朗扩散强烈依赖于薄膜周围的空气。接近大气压时，三维耦合的膜/气体系统由Hughes/Pailthorpe/White流体动力学理论很好地描述，但在较低的压力（p < 70 ℃）下，扩散系数显著增加，在高真空中趋向于由膜尺寸确定的二维极限。在没有空气的情况下，薄膜被发现是一个几乎理想的物理实现的二维，不可压缩的牛顿流体。
2015-05-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Comparative Study of Finite-Volume-based Coupled and Segregated Reduced-Order Models for Incompressible Flows in Parametrized Domains
Mathlab, Mathematics area, SISSA（数学实验室，数学区域，SISSA）
本文比较了参数化域中不可压缩流动的耦合与分离降阶模型，发现耦合方法收敛快但需更多自由度，分离SIMPLE算法在低维空间精度更高但收敛慢。
2026-09-09 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Analysis of accuracy and efficiency of neural networks to simulate Navier-Stokes fluid flows with obstacles
Dos Pueblos High School（多斯普埃布洛斯高中）；University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本研究验证神经网络可高效模拟含随机障碍物的不可压缩流体，误差低且速度比传统数值模拟快约8800倍，适用于火灾烟雾、管道流及洪水等场景。
2025-10-27 cs.LG physics.flu-dyn
Variational Lagrangian formulation of the Euler equations for incompressible flow: A simple derivation
1966年，Arnold [1]证明了理想不可压缩流体的拉格朗日流（由欧拉方程描述）与流体域的保体积同态流形上的测地线流重合。阿诺德的证明和随后的工作在很大程度上依赖于性质的李群和李代数仍然陌生的大多数流体动力学家。本文仅用经典的变分法对Arnold的结果作了一个简单的推导。特别是，我们表明，拉格朗日流映射所产生的不可压缩的欧拉方程的解决方案，符合一个适当的能量泛函的固定曲线时，进行了极值化的体积保持型同态集。
2018-07-07 math-ph math.MP physics.class-ph
Canonical description of ideal magnetohydrodynamics and integrals of motion
在变分原理的框架内，引入了描述一般类型的磁流体动力学（MHD）流动的正则变量，对运动的不变量没有任何限制。结果表明，对于任意的MHD流，由带约束的变分原理引入的Clebsch型速度表示等价于由Weber变换的推广得到的表示。研究了磁流体力学的运动积分和局部不变量。证明了Ertel不变量存在推广。它是用广义涡量场表示的（前面由Vladimirov和Moffatt讨论过（V.A.弗拉基米罗夫K. Moffatt，J. Fl. Mech.，第283卷，第~页125- 139，1995）对于不可压缩的情况）。广义涡度表示正压和等熵流的冻结场，因此这些流存在广义螺旋度不变量。这一结果推广了Vladimirov和Moffatt在不可压缩流体中的结果。结果表明，每个不变量的传统流体力学对应的MHD不变量，因此我们的方法允许正确的极限过渡到传统的流体动力学的情况下。所提出的方法的额外优点使人们能够处理不连续流，包括所有类型的可能的休息。
2002-12-05 physics.flu-dyn physics.gen-ph
The influence of incompressible surfactant on drag in flow along an array of gas-filled grooves
本研究通过模型和微扰分析发现，不可压缩表面活性剂可使超疏水凹槽表面滑移长度为负或显著减小，表明其可能损害而非促进减阻，对超疏水表面设计有重要启示。
2023-03-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On violent instability of a plasma-vacuum interface for an incompressible plasma flow and a nonzero displacement current in vacuum
在理想磁流体力学（MHD）等离子体-真空界面问题的经典表述中，忽略真空区的位移电流，给出了真空磁场的前Maxwell动力学的div-curl系统。为了理解真空电场对等离子体-真空界面演化的影响，我们不忽略位移电流，而是考虑真空中的麦克斯韦方程组。对于不可压缩等离子体流的情形，通过构造常系数线性化问题的Hadamard型不适定性例子，得到了平面等离子体-真空界面剧烈不稳定的充要条件.特别地，我们证明了只要未扰动等离子体和真空磁场共线，任何非零的未扰动真空电场使平面界面剧烈不稳定。这表明了相应的非共线条件的适定性的必要性和真空电场在等离子体-真空界面的演化中的关键作用。
2019-12-25 math-ph math.AP math.MP
