Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.7868/S3034575825050091
Ключевые слова: viscosity, diffusion, molecular dynamics, nanofluids, irreversibility, transport equations, transport processes, rheology, fluctuation-dissipation theorem, вязкость, диффузия, молекулярная динамика, наножидкости, необратимость, определяющие соотношения, процессы переноса, реология, флуктуационная-диссипационная теорема
Аннотация: Обсуждается моделирование процессов переноса как в закрытых, так и в открытых гидродинамических системах. Основное внимание уделяется рассмотрению соответствующих механизмов. Показано, что в слабо неравновесных системах диссипативные процессы обусловлены микроскопическими тепловыми молекулярными флуктуациями, а их необратимость свяПоказать полностьюзана с непотенциальным характером межмолекулярных взаимодействий. В открытых гидродинамических системах при достаточно больших скоростях сдвига реология флюида меняется. Характер этих изменений продемонстрирован с помощью метода молекулярной динамики. Показано, что с ростом скорости сдвига как простая жидкость, так и наножидкости становятся псевдопластичными. В последнем случае критическая скорость сдвига изменения реологии зависит от концентрации наночастиц и их размера. Однако при достаточно больших скоростях сдвига диссипативные процессы перестают зависеть от размеров внутренних структурных элементов среды. Ее вязкость резко падает. Во всех случаях изменение реологии связано с трансформацией структуры среды, в частности, с деградацией ближнего порядка. In this paper, the modeling of transport processes in both closed and open hydrodynamic systems is discussed. The main focus is on reviewing the relevant mechanisms. It is shown that in weakly nonequilibrium systems, dissipative processes are caused by microscopic thermal molecular fluctuations, and their irreversibility is associated with the non-potential nature of intermolecular interactions. In open hydrodynamic systems the rheology of the fluid changes at sufficiently high shear rates. The nature of these changes is demonstrated using molecular dynamics simulations. It is established that with increasing shear rate, both simple liquid and nanofluids become pseudoplastic. In the latter case, the critical shear rate of rheology change depends on the concentration of nanoparticles and their size. However, at sufficiently high shear rates, dissipative processes cease to depend on the sizes of the internal structural elements of the medium. Its viscosity drops sharply. In all cases, the change in the rheology of the medium is associated with the transformation of its structure. In particular, with the degradation of the short-range order.
Журнал: Прикладная математика и механика
Выпуск журнала: Т. 89, № 5
Номера страниц: 825-842
ISSN журнала: 00328235
Место издания: Москва
Издатель: Российская академия наук, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН