Statistical topology of the streamlines of a two-dimensional flow
Resumen: Recent experiments on mucociliary clearance, an important defense against airborne pathogens, have raised questions about the topology of two-dimensional (2D) flows, such as the proportion of topologically closed and open streamlines. We introduce a framework for studying ensembles of 2D time-invariant flow fields and estimating the probability for a particle to leave a finite area (to clear out). We establish two upper bounds on this probability by leveraging different insights about the distribution of flow velocities on the closed and open streamlines. We also deduce an exact power-series expression for the trapped area based on the asymptotic dynamics of flow-field trajectories and complement our analytical results with numerical simulations.
Idioma: Inglés
DOI: 10.1088/1751-8121/aca940
Año: 2022
Publicado en: Journal of Physics A-Mathematical and Theoretical 55, 50 (2022), 505001 [14 pp.]
ISSN: 1751-8113

Factor impacto JCR: 2.1 (2022)
Categ. JCR: PHYSICS, MATHEMATICAL rank: 14 / 56 = 0.25 (2022) - Q1 - T1
Categ. JCR: PHYSICS, MULTIDISCIPLINARY rank: 47 / 85 = 0.553 (2022) - Q3 - T2

Factor impacto CITESCORE: 4.0 - Mathematics (Q1) - Physics and Astronomy (Q2)

Factor impacto SCIMAGO: 0.718 - Mathematical Physics (Q2) - Modeling and Simulation (Q2) - Statistics and Probability (Q2) - Statistical and Nonlinear Physics (Q2) - Physics and Astronomy (miscellaneous) (Q2)

Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MINECO-FEDER/PGC2018-094684-B-C21
Tipo y forma: Artículo (Versión definitiva)

Creative Commons Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace.


Exportado de SIDERAL (2025-10-17-14:28:30)


Visitas y descargas

Este artículo se encuentra en las siguientes colecciones:
Artículos



 Registro creado el 2025-03-19, última modificación el 2025-10-17


Versión publicada:
 PDF
Valore este documento:

Rate this document:
1
2
3
 
(Sin ninguna reseña)