从玻尔兹曼-卡特斯方程推导保留自旋微极化水动力学

我们采用广义 Chapman-Enskog 构造方法，从玻尔兹曼-卡特斯方程推导保留自旋的微极化水动力学闭合。该方法将局部平均自旋保留为准慢变量。我们从单粒子动力平衡恒等式及其对应的精确粗化有限尺寸平衡方程出发，保留对自旋平衡中碰撞传递贡献的显式项，将一阶源分解为不可约标量、轴向和对称迹零子部门，明确展示了标准微极化本构结构 $(\eta, \xi, \eta_r, \alpha, \beta, \gamma)$ 的形成。该分解清晰地表明，单粒子动力应力仅贡献于对称应力，而旋转粘性则属于碰撞传递通道。对于理想刚性硬球，进一步获得了从均匀自旋松弛和传输-松弛计算中得到的旋转粘性 $\eta_r$ 和横向自旋扩散组合 $\beta+\gamma$ 的稀疏气体估计。所需的事件驱动分子动力学仿真作为后验检验使用：扩展的均匀自旋密度和粗糙度扫描支持 $\eta_r$ 的 $n^2$ 和 $K/(K+1)$ 趋势，而有限 $k$ 横向运行提供了保留自旋响应的定性诊断。该结果是一种自包含的推导和系数水平估计的保留自旋微极化水动力学，阐明了该闭合的哪些部分是精确平衡定律陈述，哪些部分是一阶广义 Chapman-Enskog 结果，哪些部分则是受控的稀薄球体估计。