具有局部自旋流动的 Boltzmann-Curtiss 方程一阶近似

推导了 Boltzmann–Curtiss 输运方程解的一阶近似。所得分布函数将球形粒子的转动或回旋视为独立的经典变量，偏离了 Wang Chang-Uhlenbeck 方程中分子转动的量子力学处理。因此，Boltzmann-Curtiss 方程不将不同的转动运动视为独立的分子种类。该一阶分布函数给出了平动速度和回旋的动量方程，其形式与形变连续介质理论（MCT）的控制方程一致，而 MCT 是从理性连续介质热力学方法推导出的理论。研究发现，局部转动对 Cauchy 应力和黏性扩散的贡献正比于一个基于流体弛豫时间、数密度和平衡温度的相同表达式。当回旋等于宏观角速度时，该动力学描述退化为经典单原子气体的一阶近似，且控制方程与 Navier–Stokes 方程形式一致。由于局部转动这一附加变量，用于此近似的弛豫时间更为复杂。借助 De Groot 和 Mazur 的方法给出回旋弛豫的初步近似。将该弛豫时间及其他物理参数纳入控制方程的系数中，可对 MCT 方程中的新项给出更深入的物理处理，使实验者能够检验这些表达式并更好地理解 MCT 中的新系数。