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超流氦中的空穴演化与Rayleigh--Plesset方程

软凝聚态物质 2020-09-09 v1 流体动力学

摘要

基于两流体流体力学,得到了超流氦中球形气泡动力学的著名Rayleigh-Plesset方程的类似方程。选取质量流速度 vv 与正常分量速度 vnv_{n} 作为独立变量。由于HeII的两流体性质,边界位置  R(t)\ R(t) 演化方程中出现了交叉项,而普通流体中的经典Rayleigh-Plesset方程中没有这些项。其中一项重整化了 (dR/dt)2(dR/dt)^{2} 前的系数。另一附加项在形式上与黏性项一致,描述了边界振荡的衰减。这一“额外阻尼”项远大于通常的黏性项,导致空穴动力学与HeI相比有显著差异。特别地,这造成了许多工作中观测到的气液边界振荡异常抑制的有趣效应。还存在一项正比于正常分量速度平方的附加项,它独立于导数 dR/dtdR/dt,并可归入压降中。其物理意义在于描述了由正常分量流动产生的类“伯努利”压力。所得结果表明,关于超流氦中空穴动力学的某些结果应被重新审视。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.06893,
  title  = {On the cavity evolution and the Rayleigh--Plesset equation in superfluid helium},
  author = {Sergey K. Nemirovskii},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.06893},
  year   = {2020}
}

备注

8 pages