多组分液体混合物的低马赫数涨落流体动力学

我们发展了一种描述多组分不可混溶混溶液体在指定温度和压力下质量与动量输运的流体动力学方程的低马赫数形式，该形式推广了我们先前关于理想气体理想混合物和二元液体混合物的研究。在此形式中，我们结合并扩展了文献中已有的多种多组分输运描述。该形式适用于任意组分数的非理想混合物，无需指定“溶剂”组分，并包含了由组分梯度、温度梯度和压力梯度引起的扩散质量通量贡献。动量输运和对流质量输运采用低马赫数方法处理，该方法从完全可压缩方程组中消除了快速声波（压力涨落），从而得到准不可压缩形式。遵循非平衡热力学原理，热涨落被纳入我们的涨落流体动力学描述中。我们扩展了先前在二元液体混合物研究中发展的半隐式交错网格有限体积数值方法，并用其研究了三元混合物在稳态浓度梯度下巨非平衡浓度涨落的发展。我们还数值研究了三元混合物中扩散驱动的重力不稳定性，并将数值结果与近期在 Hele-Shaw 盒中的实验测量进行了比较。我们发现，巨非平衡涨落可以触发不稳定性，但最终会被不稳定模态的确定性增长所主导，无论是在准二维（Hele-Shaw）还是典型纹影实验所用的全三维几何结构中。