基于格子 Boltzmann 模型的二维相对论流体系统湍流研究

利用格子 Boltzmann 流体动力学计算模型模拟相对论流体系统，我们探究了二维相对论流中的湍流。我们首先对湍流现象及其在二维系统中的特征作了教学性描述。随后描述了经典格子 Boltzmann 方法及其向相对论流体系统的推广。该模型先针对一个在 k 空间中加入随机搅动力的系统进行了测试，然后应用于石墨烯的实际样品。第一部分：我们研究了格子 Boltzmann 方法的相对论适配，重现了由动量空间中随机生成的零平均搅动力所驱动的湍流、二维、无质量流体动力学系统。我们评估了该数值公式，并将所产生的流动特征与经典湍流的性质进行比较。可合理预期该模型能对二维相对论流体系统中的带电流体流动进行定量模拟。第二部分：在低雷诺数下，单台风力机尾流中的风流动通常非湍流。然而，风场中的多台风机相互影响彼此尾流，从而可能产生湍流。我们概述了石墨烯中无质量载流子绕障碍物流动的类似效应。我们使用相对论流体动力学模拟来分析含杂质样品中的流动。依据样品中杂质密度，我们确实发现了潜在湍流流动的证据，并讨论了实验后果。