非牛顿颗粒流体动力学的稳态基态
软凝聚态物质
2015-03-20 v2 统计力学
摘要
我们研究了低密度颗粒气体中的稳态层流，该气体由相同的、光滑的、非弹性碰撞的硬球组成。系统受到边界处的剪切和温度源激发，边界由两个无限平行壁组成。因此，系统的几何结构与标准气体中产生平面傅里叶和库埃特流动的几何结构相同。我们表明，即使在大非弹性情况下，也可以通过（非牛顿）流体动力学方法描述该系统中的稳态颗粒流动。系统描述了所有五种类型的库埃特-傅里叶颗粒流，识别了不同类型的流体动力学剖面。我们的流动分类与模拟结果之间具有极好的一致性。此外，我们通过三种独立且互补的方法获得了相应的非线性输运系数：（1）从Grad的13矩方法应用于非弹性玻尔兹曼方程得到的解析解，（2）通过直接模拟蒙特卡罗方法数值求解非弹性玻尔兹曼方程，（3）事件驱动分子动力学模拟。我们发现，虽然Grad理论不能定量地描述所有输运系数，但三种方法对颗粒气体的平面库埃特-傅里叶流动给出了相同的总体分类。
引用
@article{arxiv.1203.0266,
title = {Steady base states for non-Newtonian granular hydrodynamics},
author = {F. Vega Reyes and A. Santos and V. Garzó},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.0266},
year = {2015}
}
备注
33 pages, 11 figures; v2: improved version accepted for publication in J. Fluid Mech