Annual Review of Fluid Mechanics

The formation of an arterial aneurysm is believed to be a multifactorial and predominantly degenerative process, resulting from a complex interplay between biological processes in the arterial wall and the hemodynamic stimuli on the vessel's wall. Once an aneurysm forms, the repetitive pressure and shear stresses exerted by the blood flow on the weakened arterial wall generally, but not always, cause a gradual expansion. As the wall geometry, composition, and strength progressively degrade through the enlargement process, the aneurysm ruptures when the wall of the distended artery fails to support the stresses resulting from the internal blood flow. This review surveys recent progress in this area and provides a critical assessment of the contribution made by hemodynamics studies to the current understanding of the pathogenesis of the disease and to its clinical management.

▪ Tóm tắt  Chúng tôi xem xét sự phát triển của các mô hình giao diện rải trong động lực học chất lỏng và ứng dụng của chúng cho một loạt các hiện tượng giao diện. Các mô hình này đã được áp dụng thành công cho những tình huống trong đó các hiện tượng vật lý quan tâm có quy mô chiều dài tương ứng với độ dày của vùng giao diện (ví dụ: các hiện tượng giao diện gần tới hạn hoặc các dòng chảy quy mô nhỏ như những gì xảy ra gần các đường tiếp xúc) và các dòng chất lỏng có sự biến dạng giao diện lớn và/hoặc thay đổi hình thái (ví dụ: các sự kiện phá vỡ và hợp nhất liên quan đến các tia chất lỏng, giọt nước, và sóng biến dạng lớn). Chúng tôi thảo luận về các vấn đề liên quan trong việc thiết lập các mô hình giao diện rải cho chất lỏng đơn thành phần và hai thành phần. Các ứng dụng và tính toán gần đây sử dụng các mô hình này được thảo luận trong từng trường hợp. Hơn nữa, chúng tôi đề cập đến các vấn đề bao gồm phân tích giao diện sắc nét liên quan những mô hình này đến bài toán biên tự do cổ điển, các phương pháp tính toán mô tả các hiện tượng giao diện và các mô hình của các chất lỏng hoàn toàn hòa trộn.

▪ Tóm tắt Bài viết này tổng hợp những kết quả và phát hiện cơ bản về rung động do xoắn lối (VIV), đã được thực hiện trong hai thập kỷ qua, nhiều trong số đó liên quan đến việc khám phá khối lượng và độ hút rất thấp, cùng với các kỹ thuật tính toán và thí nghiệm mới mà trước đây chưa có. Chúng tôi tập hợp những khái niệm và hiện tượng mới có tính chất chung đối với các hệ thống VIV, và đặc biệt chú ý đến động lực học xoáy và chuyển giao năng lượng dẫn đến các chế độ rung động, tầm quan trọng của khối lượng và độ hút, khái niệm khối lượng quan trọng, mối quan hệ giữa lực và độ xoáy, và khái niệm "độ đàn hồi hiệu quả", giữa những điểm khác. Chúng tôi trình bày các chế độ dòng xoáy mới, thường trong khuôn khổ của một bản đồ các chế độ xoáy được biên soạn từ các nghiên cứu rung động cưỡng bức, một số trong đó gây ra rung động tự do. Một số cuộc thảo luận tập trung vào các chủ đề đang gây tranh cãi hiện nay, như sự phân tích lực, sự liên quan của dòng chảy mô hình của một hình trụ được gắn đàn hồi đối với các hệ thống phức tạp hơn, và mối quan hệ giữa rung động cưỡng bức và rung động tự do.

Bài đánh giá này đề cập đến tác động của giọt nước lên các lớp chất lỏng mỏng và bề mặt khô. Các tác động dẫn đến hình thành vương miện được gọi là sự văng tung tóe. Hình dạng vương miện và sự lan truyền của chúng được thảo luận một cách chi tiết, cùng với một số hiện tượng liên quan, mặc dù không phải văng tung tóe, như sự lan rộng và lắng đọng của giọt nước, sự rút lùi (co lại), bắn ra, hiện tượng ngón tay, và sự nảy lại. Bài đánh giá bắt đầu với một lời giải thích về những động lực thực tiễn khác nhau thúc đẩy sự quan tâm đến các hiện tượng thú vị của tác động giọt nước, và các chủ đề đã đề cập sau đó được xem xét từ khía cạnh thực nghiệm, lý thuyết và tính toán.

▪ Tóm tắt  Chúng tôi trình bày một cái nhìn tổng quan về phương pháp lattice Boltzmann (LBM), một thuật toán song song và hiệu quả cho việc mô phỏng dòng chảy chất lỏng đơn pha và đa pha, cũng như để tích hợp các phức tạp vật lý bổ sung. Phương pháp LBM đặc biệt hữu ích cho việc mô hình hóa các điều kiện biên phức tạp và các giao diện đa pha. Những mở rộng gần đây của phương pháp này được mô tả, bao gồm mô phỏng độ hỗn loạn trong chất lỏng, dòng chảy huyền phù, và các hệ thống khuếch tán phản ứng.

The style and evolution of volcanic eruptions are dictated by the fluid mechanics governing magma ascent. Decompression during ascent causes dissolved volatile species, such as water and carbon dioxide, to exsolve from the melt to form bubbles, thus providing a driving force for the eruption. Ascent is influenced not only by the nucleation and growth of gas bubbles, but also magma rheology and brittle deformation (fragmentation). In fact, all processes and magma properties within the conduit interact and are coupled. Ultimately, it is the ability of gas trapped within growing bubbles to expand or to be lost by permeable gas flow, which determines whether ascending magmas can erupt nonexplosively. We review and integrate models of the primary conduit processes to show when each process or property dominates and how these interact within a conduit. In particular, we illustrate how and why ascent rate may control eruptive behavior: slowly ascending magmas erupt effusively and rapidly ascending magmas erupt explosively.