多组分 Navier-Stokes 方程的 Chapman-Enskog 推导

将 Navier-Stokes 方程的表述推广到多组分系统有若干理由。许多技术应用基于在纯元素与二元混合物中均不存在的物理现象。尽管傅里叶定律在二元体系中即须推广，但仅当组分多于两种时菲克定律才在其简单形式下失效。耗散现象的出现也影响惯性约束聚变构型，其被设计为有望替代裂变堆的未来聚变核电站原型。这一重要课题可用比诸多教科书简单得多的语言描述，因为 Snider 近期在 \textit{Phys. Rev. E} \textbf{82}, 051201 (2010) 提出的 formalism 已发表。它以非常自然的方式用独立的部分密度集合替代线性相关的原子分数。于是，Chapman-Enskog 步骤对多组分混合物而言几乎不比纯元素更复杂。此外，Baalrud 与 Daligault 在 \textit{Phys. Plasmas} \textbf{26}, 082106 (2019) 近期提出的收敛动理学方程表明，在接近由 Navier-Stokes 方程描述的平衡情形中，含平均力势的玻尔兹曼方程远优于朗道或 Lenard-Balescu 方程。在我们全面的表述中，我们强调 Chapman-Enskog 推导背后的物理论证，并尽量保持数学简洁。这将通过厄米特多项式展开求解线性化玻尔兹曼方程作为技术非本质方面排除在外。我们讨论了与熵增热力学第二原理的联系，以及从该阐述中可得到的认识。