电解质的低马赫数涨落流体力学

我们公式化并在计算上研究了电解质溶液的低马赫数涨落流体力学方程。我们感兴趣于研究带电物质混合物在介观尺度上的输运，低至德拜长度以下的尺度，其中热涨落对动力学有显著影响。延续我们之前关于不可压缩等温可混液体多组分混合物的涨落流体力学工作（A. Donev等人，Physics of Fluids, 27, 3, 2015），我们现在使用准静电近似包含了带电物质的影响。局域电荷产生电场，这进而在质量和动量方程中提供额外的强迫。我们的低马赫数公式从完全可压缩公式中消除了声波，并导致了计算上更高效的准不可压缩公式。我们展示了在平衡和非平衡设置下对盐水（NaCl）溶液建模的能力。我们表明我们的算法在确定性设置中是二阶的，并且对于远大于德拜长度的长度尺度，给出与电中性/双极性近似一致的结果。在随机设置中，我们的模型捕捉了平衡和非平衡涨落的预测动力学。我们还识别并建模了在施加电场存在下发生扩散混合时出现的失稳性。