Braginskii型广义流体模型. 第二部分. 玻尔兹曼算子

P. Hunana

Braginskii型广义流体模型. 第二部分. 玻尔兹曼算子

等离子体物理 2025-06-12 v6 太阳与恒星天体物理核理论

作者: P. Hunana

摘要

在我们之前的论文中(Hunana et al. 2022)，我们采用了朗道碰撞算子以及Grad的矩方法，并考虑了Braginskii模型的各种推广，例如适用于一般质量和温度的21矩和22矩模型的多流体公式，其中所有考虑的矩都由其演化方程(具有完全非线性的左侧)描述。这里我们考虑相同的模型，但采用玻尔兹曼算子，并通过Chapman-Cowling碰撞积分来表达碰撞贡献。这些“积分”仅仅代表大约100年前引入的一种有用的数学技术/符号，它(在通常的半线性近似下)允许推迟指定具体的碰撞过程，并完成所有使用玻尔兹曼算子的计算。因此，我们考虑了适用于一大类可由玻尔兹曼算子描述的弹性碰撞过程的多流体21矩和22矩模型。简化为13矩近似可恢复Schunk和Burgers的模型。我们只关注硬球、库仑碰撞、纯排斥反幂力 $|K|/r^\nu$ 和具有排斥刚性核的吸引力 $-|K|/r^\nu$ (或势能 $V(r)=\delta(r)- |c|/r^n$ ，使得粒子相遇时相互弹开)这些特例，但其他情况可在文献中找到。在附录中，我们以适合新入门者的方式介绍了玻尔兹曼算子，并讨论了一个令人惊讶的简单方法，即如何使用解析软件计算碰撞贡献。

关键词

广义流体模型 Braginskii模型玻尔兹曼算子 Chapman-Cowling碰撞积分多流体矩模型碰撞等离子体朗道碰撞算子

引用

@article{arxiv.2406.00467,
  title  = {Generalized Fluid Models of the Braginskii Type. Part 2. The Boltzmann Operator},
  author = {P. Hunana},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.00467},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to ApJ Supplement Series, 28/01/2025. Few misprints and misspellings found during the production are corrected, such as one bracket in eq. (85) and two brackets \} at the bottom of p. 79

Braginskii型广义流体模型. 第二部分. 玻尔兹曼算子

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引用

备注

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