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压力-应变相互作用:I. 论压缩、形变及对 Pi-D 的启示

等离子体物理 2023-01-04 v1 流体动力学 空间物理

摘要

压力-应变相互作用描述了中性流体或等离子体中体流动与热能之间单位体积的能量转化速率。该术语已被写为压力膨胀与称为 PiD{\rm Pi-D} 的无碰撞黏性加热类比项之和,二者分别隔离了由可压缩与不可压缩效应导致的功率密度。已表明 PiD{\rm Pi-D} 可为负,这使其作为无碰撞黏性加热的标识令人困扰。我们认为压力-应变相互作用的一种替代分解有助于解释 underlying 物理。由于 PiD{\rm Pi-D} 同时包含法向形变与剪切形变,我们提议将法向形变与压力膨胀归组以描述由汇聚/发散流导致的功率密度,其余部分描述纯粹由剪切形变导致的功率密度。随后我们发展了压缩、法向形变与剪切形变的动理学理论解释。我们利用结果确定了可使 PiD{\rm Pi-D} 为负的物理机制。我们认为两种分解均有助于弱碰撞或无碰撞流体与等离子体中能量转化的研究,并讨论了其启示。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.13160,
  title  = {Pressure-Strain Interaction: I. On Compression, Deformation, and Implications For Pi-D},
  author = {Paul A. Cassak and M. Hasan Barbhuiya},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.13160},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 4 figures, accepted to Physics of Plasmas