非线性高阶流体力学：在非平衡统计系综形式体系内统一动力学与流体力学方法
流体动力学
2012-10-30 v1
摘要
本文在非平衡统计系综形式体系 (Nonequilibrium Statistical Ensemble Formalism) 框架下，构建了介观流体热力学，涵盖了涉及空间变化短促且时间变化快速的现象（即无限制的克努森数）。由此提供了一种方法，能够耦合同时处理动力学和流体力学层面的描述。该方法基于完整的统计热力学途径，利用物质和能量的密度及其所有阶的通量，适用于任意偏离平衡的系统。推导出了一组耦合的非线性积分 - 微分流体力学方程。这些是所有阶 Grad 类矩的演化方程，源自于在非平衡统计系综形式体系框架下构建的动力学方程。作为示例，完整描述了嵌入在作为热浴的流体中的粒子系统情况。所得到的庞大耦合演化方程组规模难以处理，因此在实践中需要引入使用尽可能少变量的适当描述。我们获得了一个麦克斯韦时间层级，这可被视为流体力学中的一种博戈留波夫特征时间，其在建立描述收缩的判据中具有特殊意义。
引用
@article{arxiv.1210.7280,
title = {Nonlinear Higher-Order Hydrodynamics. Unification of kinetic and hydrodynamic approaches within a nonequilibrium statistical ensemble formalism},
author = {C. A. B. Silva and J. G. Ramos and A. R. Vasconcellos and R. Luzzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.7280},
year = {2012}
}