测量超越傅里叶定律的热通量
软凝聚态物质
2019-02-13 v1 计算物理
流体动力学
摘要
我们使用非平衡分子动力学(NEMD)探究剪切流对热通量的影响。通过对由拴系原子限定的通道中的简单流体进行模拟,计算了两种系统的热通量:一种是无流动的温度驱动系统,另一种是壁面驱动的库埃特流系统。温度驱动系统的结果给出了傅里叶定律热导率,其被证明与实验吻合良好。通过比较这两个系统,我们量化了由剪切流引起的平行于和垂直于壁面的热通量的附加分量。为了计算流动方向的热通量,将Irving-Kirkwood方程在体积上积分,得到所谓的体平均形式,并对其进行处理以获得面平均和平面法形式的表达式。结果表明,在使用小体积时,平面法形式和体平均形式给出的热通量结果等价。流动方向的热通量在一系列模拟中一致地获得,并且被证明随应变率线性变化,正如理论所预测。垂直于壁面的热通量的附加应变率相关分量,通过将热通量的应变率依赖性拟合为预期形式而获得。因此,本工作中量化的热导率张量中的附加项应当是可经实验检验的。
引用
@article{arxiv.1902.04317,
title = {Measuring Heat Flux Beyond Fourier's law},
author = {E. R. Smith and P. J. Daivis and B. D. Todd},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.04317},
year = {2019}
}
备注
16 pages double column, 11 figures, one table