约束密度下致密性粗粒子气体中杂质的扩散
软凝聚态物质
2024-12-31 v2
摘要
研究了杂质在约束性准二维密度适中致密性硬球气体中的质量输运。约束效应通过碰撞模型(即 -模型)实现,包含将振动在垂直方向注入的动能有效传递给颗粒水平自由度的机制。杂质可在质量、直径、非弹性或能量注入方式上不同于气体颗粒。针对杂质的 Enskog--Lorentz 动力学方程,通过 Chapman--Enskog 方法求解,精确到空间梯度的一阶。如常规情况,混合物中轨迹粒子的三个扩散输运系数以耦合线性积分方程解的形式给出,这些方程通过考虑最低 Sonine 近似来求解。与直接蒙特卡罗模拟和分子动力学模拟比较后,理论对轨迹扩散系数(即质量通量与杂质颗粒数密度梯度之间的关系)的预测 generally 良好,仅在强非弹性或能量注入在杂质-气体碰撞与气体-气体碰撞之间存在较大差异时较差。最后,我们将结果应用于分析由热力学梯度和重力共同引起的分离问题。
引用
@article{arxiv.2410.18874,
title = {Diffusion of impurities in a moderately dense confined granular gas},
author = {Rubén Gómez González and Vicente Garzó and Ricardo Brito and Rodrigo Soto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.18874},
year = {2024}
}
备注
26 pages, 12 figures, to be published in Physics of Fluids