黏性对激波-气泡相互作用中形态与非平衡热力学表征的影响
流体动力学
2023-10-26 v3
摘要
本文构建了一个具有可调普朗特数(Prandtl number)的双流体离散Boltzmann模型，用于研究激波-气泡相互作用(SBI)。本文主要关注SBI过程中黏性对形态与非平衡热力学(TNE)表征的影响。由于SBI过程迅速而短暂，黏性对宏观参数的影响相对有限，但显著影响了流体系统的TNE特征。在形态上，黏性影响涡对构型，增大流体场平均密度与平均温度梯度的幅值，并减小气泡的环量。由于高黏性流体从激波吸收更多能量，在固定密度阈值下，它导致高密度区比例及相应边界长度均增加。我们从多个角度分析了TNE量的时空特征。这些TNE量的空间构型展现出有趣的对称性，有助于理解流体单元偏离平衡态的方式与程度。理论上，黏性通过影响输运系数与宏观量梯度来作用于这些TNE量。同时，黏性主要通过放大输运系数来增大源于非组织动量通量的熵产率，并通过提高温度梯度来增强由非组织能量通量贡献的熵产率。这些多角度结果共同提供了对SBI相对全面的描述。
引用
@article{arxiv.2303.16692,
title = {Viscous effects on morphological and thermodynamic non-equilibrium characterizations of shock-bubble interaction},
author = {Dejia Zhang and Aiguo Xu and Yanbiao Gan and Yudong Zhang and Jiahui Song and Yingjun Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.16692},
year = {2023}
}