流体热扩散的统一理论

我们提出Onsager--Stefan--Maxwell热扩散方程，其考虑了多组分流体中的索雷特效应与杜福效应。与由动理论导出的输运定律不同，该框架保留了等温Stefan--Maxwell方程的结构，将驱动扩散的热力学力与驱动热流的力分离。Onsager--Stefan--Maxwell输运系数矩阵是对称的，且热力学第二定律赋予其简单的谱特征。这一新方法允许将热视为伪组分，并证明等价于Fick定律的直观推广以及由Bird、Stewart和Lightfoot推广的广义Stefan--Maxwell方程。一种通用反演过程促进了相对于任意对流参考速度选择的显式通量输运方程的唯一表述。针对含氦、氩、氖、氪和氙的气体混合物列出了Stefan--Maxwell扩散系数与热扩散因子。该框架被用于执行三元气体中稳态三维热扩散的数值模拟。