Formation of density singularities in ideal hydrodynamics of freely cooling inelastic gases: a family of exact solutions


الملخص بالعربية

نحن نستخدم الديناميكا الهيدروديناميكية الحبيبية لاستكشاف مشكلة التجمع المثالية للجسيمات في غاز حبيبي متخلص يبرد. نحن ننظر إلى الحركات الهيدروديناميكية الكبيرة الحجم حيث يمكن تجاهل السطوح والتدفئة ويصل إلى معادلات الغاز المثالي مع عبارة إضافية تصف فقدان الطاقة الجمعية بسبب الاصطدامات غير المتصلة. نحن نستخدم الإحداثيات اللاجانية ونستنتج عائلة واسعة من الحلول التحليلية غير المستقرة الدقيقة التي تعتمد فقط على متغير مساحي واحد. هذه الحلول تظهر نوعا جديدا من الخطأ، حيث ينتشر الغاز بسرعة في وقت محدد عند البدء من الظروف الناتجة الناعمة. تشير الانتشارات الغزيرة إلى تشكيل تجمعات مجتمعة من الجسيمات. باتجاه الوقت الذي يصل إلى $t_c$، يعرض الحد الأقصى للغاز قانونا بوور المثل $(t_c-t)^{-2}$. ينتشر التسارع بوور المثل $- (t_c-t)^{-1}$ بينما يبقى السرعة متصلة وتطور حاكما (بدلا من نقطة قطبية مفصلة) في الخطأ. تذهب درجة حرارة الغاز إلى الصفر في الخطأ، ويتبع الخطأ السيناريو الأيزوباري: يبقى ضغط الغاز متوازنا وتقريبا متحدثا في المكان وثابتا في الوقت بالقرب من الخطأ. حلا آخرا دقيقا يظهر أن الانتشار الغزير، من نفس النوع، يمكن أن يتواجد مع الصدمة العادية، حيث يكون الحقول الهيدروديناميكية مفصلة ولكن محدودة في الخطأ. نحن نؤكد ثبات الحلول الدقيقة بالنسبة إلى التثبيطات الأحادية الصغيرة عن طريق حل معادلات الهيدروديناميكا المثالية بشكل رقمي. بالإضافة إلى ذلك، تظهر الحلول الرقمية أن الخصائص المحلية للانتشار الغزير يمكن أن تكون عامة بشكل دون تأثير الظروف الأولية والحدود.

تحميل البحث