Navier-Stokes流体中热示踪粒子的拉格朗日动力学
流体动力学
2009-06-08 v1 经典物理
摘要
流体动力学的一个关键问题是定义表征理想流体（即连续介质）的相空间拉格朗日动力学，这与在同一流体中运动的所谓理想示踪粒子的动力学有关。这些粒子被定义为尺寸无穷小、不会对流体场产生显著扰动且彼此不相互作用的粒子。在这项工作中，我们指出不可压缩Navier-Stokes流体的相空间拉格朗日描述可以通过一个特定的理想示踪粒子子集来实现，该子集被称为热粒子。对于这些粒子，其相对速度（相对于局部流体速度）的大小完全由动力学压力决定，而动力学压力又唯一地与流体压力相关。研究表明，热示踪粒子的动力学通过一个合适的统计模型生成流体场的时间演化。该结果是通过引入一个完全基于热示踪粒子系综的流体一维统计描述而得到的。特别地，我们证明了热粒子的统计可以唯一地定义，要求这些粒子的初始相对速度方向由一族合适的随机共面单位向量确定。
引用
@article{arxiv.0906.1058,
title = {Lagrangian dynamics of thermal tracer particles in Navier-Stokes fluids},
author = {Massimo Tessarotto and Claudio Cremaschini and Marco Tessarotto},
journal= {arXiv preprint arXiv:0906.1058},
year = {2009}
}