气泡合并中的热力学非平衡效应：一项离散玻尔兹曼研究
流体动力学
2022-10-05 v3
摘要
采用离散玻尔兹曼模型（DBM）研究了热条件下两个初始静止气泡在合并过程中的热力学非平衡（TNE）效应。详细考察了演化过程中典型非平衡量即非组织动量通量（NOMF）的空间分布。采用密度加权统计方法以凸显TNE效应与气泡合并形态或动力学特征之间的关系。研究发现，NOMF的分量和分量呈反对称；分量在合并过程中由反对称的内外双四极结构演变为外部八极结构。更重要的是，NOMF平均分量的演化给出了两个特征时刻，将非平衡过程划分为三个阶段。第一个时刻对应于平均合并速度达到最大的瞬间，此时短轴与长轴之比约为。第二个时刻对应于短轴与长轴之比首次达到的瞬间。有趣的是，TNE强度、合并加速度和边界长度负斜率这三个量表现出高度相关性并同时达到最大值。表面张力和热传导加速气泡合并过程，而黏性使其延迟。表面张力和黏性均增强全局非平衡强度，而热传导抑制之。这些TNE特征与发现为气泡合并的动力学提供了若干新见解。
引用
@article{arxiv.2205.04027,
title = {Thermodynamic non-equilibrium effects in bubble coalescence: A discrete Boltzmann study},
author = {Guanglan Sun and Yanbiao Gan and Aiguo Xu and Yudong Zhang and Qingfan Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.04027},
year = {2022}
}