气体膨胀气泡动力学中的热化效应

我们研究了气体膨胀气泡的演化过程。气泡壁与周围流体相互作用，可能导致其达到终端速度。如果流体中粒子的平均自由程远小于气泡壁的厚度，则流体在局部上处于热平衡状态，壁的终端速度可由熵守恒原理确定。相反，如果壁内无法维持局部热平衡，壁的速度可由球形粒子动力学在壁面上施加的压力估计。我们发现后者情况下的壁速度略慢于前者。可以预期的是，当流体完全呈球形运动时，终端速度差异最大。这表明壁内的非平衡效应是相关的。为了研究气泡的演化，我们在局部热平衡情况下进行流体力学格子仿真，并在球形情况下进行 N 体仿真，以探讨膨胀气泡壁运动中的动力学效应。两种仿真均表明，即使理论上存在平稳解，也可能取决于加速度气泡壁的动力学而无法达到。