流体力学基本理论的完整建立可以追溯至1845年G.G.Stokes发表的研究工作(G.G.Stokes,Transactions of the Cambridge philosophical society,1845,8(22):287-342),他基于牛顿内摩擦定律首次完整导出了含两个常系数的流体运动基本方程组,这两个粘性输运系数分别被称为第一粘性(或剪切粘性μ)和第二粘性(或体积粘性ξ,也叫膨胀粘性)。在该文中,Stokes提出了一个被后世长期争议的假设,即第二粘性ξ=0,这个所谓的"stokes假设"也是至今主流研究在求解Navier-Stokes方程组时所采用的假设条件。近六十年来,理论和实验已表明:除了理想的单原子气体外,stokes假设一般是不成立的。本文主要根据第二粘性(即体积粘性ξ)的分子动理论和作者新建立的连续介质模型,阐释了流体第二粘性的数学形式和物理内涵,指出第一粘性对应着动量交换,第二粘性对应着能量交换;同时探究了第二粘性对流体运动的影响实质:体积粘性ξ定量地决定了流体微团热力学压力和动力学压力的差异大小,并给出一些流体运动算例加以说明。
; 姜宗林
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