自由冷却稀薄颗粒气体中尝试性的密度爆发：流体力学与分子动力学
软凝聚态物质
2009-11-13 v2 流体动力学
摘要
最近的研究表明（Fouxon 等人，2007），在理想颗粒流体力学（IGHD）框架下，颗粒气体的初始平滑流体流动可以在有限时间内产生无限的气体密度。已推导出展现此性质的精确解。在奇点附近，颗粒气体压力有限且几乎恒定。本报告介绍了对近乎弹性碰撞的硬圆盘自由冷却气体的分子动力学（MD）模拟，旨在识别“尝试性”密度爆发机制。模拟流动的初始条件模仿了 IGHD 方程中展现密度爆发的一个特定解。我们测量了 MD 模拟中的流体动力学场，并将其与理想理论的预测进行了比较。我们发现两者在extended time interval 内存在显著的定量一致性，证明了尝试性爆发机制的存在。随着尝试性奇点的逼近，MD 模拟中观测到的流体动力学场偏离了理想解的预测。为了研究理想理论在奇点附近失效的机制，我们通过分别考虑梯度依赖的输运和有限密度修正，扩展了流体力学理论。
引用
@article{arxiv.0709.3433,
title = {Attempted density blowup in a freely cooling dilute granular gas: hydrodynamics versus molecular dynamics},
author = {Andrea Puglisi and Michael Assaf and Itzhak Fouxon and Baruch Meerson},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.3433},
year = {2009}
}
备注
11 pages, 9 figures, accepted for publication on Physical Review E