浸入黏性气体中的固体颗粒的输运系数

研究了黏性气体中固体颗粒悬浮液的输运性质。此类系统中的耗散源于两个来源：颗粒碰撞中的非弹性，以及由于气相作用于颗粒而产生的黏性耗散。此处我们考虑一种简化情形，其中气相与固相之间的平均相对速度取为零，从而“热阻力”成为唯一剩余的气-固相互作用。与先前对阻力更一般的处理[Garzó \emph{et al.}, J. Fluid Mech. \textbf{712}, 129 (2012)]不同，这里我们考虑了表征阻力幅值的（无量纲）摩擦系数$\gamma^*$的温度依赖性对（缩放的）输运系数$\eta^*$（剪切黏度）、$\kappa^*$（热导率）和$\mu^*$（类杜伏耳系数）的贡献。在中等密度下，基于Enskog动力学方程的热阻力模型通过Chapman-Enskog方法求解，并确定Navier-Stokes输运系数关于恢复系数、固相体积分数和摩擦系数的函数关系。结果表明，气相对于$\eta^*$和$\mu^*$的影响不可忽略（尤其在相对稀释的体系中），而$\kappa^*$的形式与干颗粒极限下获得的形式相同。最后，作为这些结果的应用，对流体力学方程进行线性稳定性分析以考察均匀冷却态的稳定条件。与直接数值模拟的比较在具有实际意义的条件下显示出良好的一致性。