冷却颗粒气体中的亚异常扩散与速度分布反常演化：理论
统计力学
2021-11-12 v1
摘要
文献中关于冷却颗粒气体中粒子扩散速率尚无一致结论。预测与模型假设从常规到非常奇异的均方位移(MSD)对时间的依赖皆有。本文通过从第一性原理计算MSD来解决此问题。该计算基于随机游走，规避了连续方程与状态方程的常用做法，后者涉及的近似在低气体粒子密度下失效。发现MSD随对数时间增长——比异常扩散还要慢。该结果与确立的Haff动能衰减定律一致，此定律也由同一第一性原理导出。该推导还确定了Haff时间常数，免除了通常对拟合参数的需要。随后用该扩散理论显式计算任意初始粒子速度分布的时间演化，得出一种不寻常的函数形式。文中讨论了理论的局限性并概述了其扩展。
引用
@article{arxiv.2111.06260,
title = {Sub-anomalous diffusion and unusual velocity distribution evolution in cooling granular gases: theory},
author = {Raphael Blumenfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.06260},
year = {2021}
}
备注
4 pages, 1 figure, submitted for publication @ New J. Phys