二维扩展流体动力学模型的基本解：推导、理论与应用
流体动力学
2023-08-25 v2
摘要
Navier-Stokes-Fourier 方程无法捕捉稀薄效应，这促使我们采用扩展流体动力学方程。本工作中，采用一种由近期提出的耦合本构关系(CCR)闭合守恒律的流体动力学模型，称为 CCR 模型，其足以描述中等稀薄气体流动。我们开发了基于基本解法的数值框架，以求解准二维稀薄气体流动问题的 CCR 模型。为此，推导了线性化 CCR 模型在二维下的基本解。推导二维基本解的意义在于它们无法从文献中已有的三维对应形式推导得出。作为应用，所开发的基于推导基本解的数值框架被用于模拟(i)具有蒸发壁面的两同轴圆柱间稀薄气体流动，以及(ii)两非同轴圆柱间温度驱动的稀薄气体流动。两问题的结果均与其他经典方法所得结果进行了验证。由此表明，基本解法是以低计算成本处理准二维多相微尺度气体流动问题的有效工具。此外，结果还表明，用基本解法求解的 CCR 模型能较好描述稀薄效应，如输运流和热应力。
引用
@article{arxiv.2302.01551,
title = {Fundamental solutions of an extended hydrodynamic model in two dimensions: Derivation, theory, and applications},
author = {Himanshi and Anirudh Singh Rana and Vinay Kumar Gupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01551},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 15 figures