Анализ влияния момента и граничных условий в механике сплошной среды и в кинетике



The influence of angular momentum and boundary conditions in continuous mechanics and in kinetics

An analysis of the assumptions underlying the classical models of continuum and kinetic theory has been carried out. Previous works have shown that classical models do not consider the influence of the law of conservation of angular momentum if the moment does not act as a given force action. Mathematical analysis of the equations of continuum mechanics with the initial asymmetric stress tensor showed that in the plane case for four unknowns in the classical formulation we have three equations: two equations from the stress equilibrium condition and one equation - the moment equilibrium condition. To close the problem, we need an additional condition. In the classical version, such a condition is the condition of symmetry of the stress tensor a method for closing the problem and examples are proposed for the asymmetric stress tensor. The problems that arise when using the Hamiltonian formalism under the action of forces of a more complex form than the classical ones, the influence of boundary conditions, are discussed. A possible model for the sliding of a gas interacting with a metal surface is presented.

Ostrogradsky-Gauss theorem, Boltzmann Equations, Chapman-Enskog Method, discrete media


Том 24, выпуск 6, 2023 год



Проведен анализ предположений, лежащих в основе классических моделей сплошной среды и кинетической теории. В предыдущих работах показано, что классические модели не рассматривают влияние закона сохранения момента количества движения, если момент не выступает как заданное силовое воздействие. Математический анализ уравнений механики сплошной среды с исходным несимметричным тензором напряжений, показал, что в плоском случае для четырех неизвестных в классической формулировке мы имеем три уравнения: два уравнения из условия равновесия напряжений и одно уравнение - условие равновесия момента. Для замыкания задачи нам нужно дополнительное условие. В классическом варианте таким условием является условие симметрии тензора напряжений. Предлагается метод замыкания задачи и примеры для несимметричного тензора напряжений. Обсуждаются проблемы, возникающие при использовании гамильтонова формализма под действием сил более сложного вида, чем классические, влияние краевых условий. Представлена возможная модель скольжения газа, взаимодействующего с металлической поверхностью

момент количества движения, законы сохранения, уравнение Больцмана, тензор напряжений, функция Гамильтона.


Том 24, выпуск 6, 2023 год



1. Климонтович Ю. Л. Статистическая теория открытых систем. Т. 1. М.: Ленард. 2019. 624 с.
2. Prozorova E. On the question of the no symmetry of the stress tensor for open systems // MATEC. Web of Conferences серии Conference Proceedings по итогам проведения XXII Международной конференции по Вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2021).
https://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/abs/2022/09/contents/contents.html
3. Прозорова. Э.В. Роль определения давления на вычислительный процесс. Казанский (Приволжский) федеральный университет. Материалы докладов. Всероссийская научная конференция с международным участием «Актуальные проблемы механики сплошной среды». С. 361-366.
4. Prozorova E.V. Features of the rarefied gas description in terms of a distribution function // APhM2018. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1250 (2019) 012023. IOP Publishing. doi:10.1088/17426596/1250/1/012023
5. Prozorova Evelina. The Law of Conservation of Momentum and the Contribution of No Potential Forces to the Equations for Continuum Mechanics and Kinetics // Journal of Applied Mathematics and Physics. 2022. 10, *-* https://www.scirp.org/journal/jamp ISSN Online: 2327-4379 ISSN Print: 2327-4356.
6. Prozorova Evelina. The Effect of Angular Momentum and Ostrogradsky-Gauss Theorem in the Equations of Mechanics // WSEAS TRANSACTIONS on FLUID MECHANICS. DOI: 10.37394/232013.2020.15.2.
7. Белоцерковский О.М., Опарин А.М., Чечеткин В.М. Турбулентность: новые подходы. М.: Наука. 2003. 286 с.
8. Боголюбов Н.Н. Проблемы динамической теории в статистической физике.  М: Гостехиздат. 1946. 146 c.
9. Коган М.Н. Динамика разреженного газа. М.: Наука. 1967. 440 с.
10. Гуров К.П. Основания кинетической теории. М.: Наука. 1966. 350 с.
11. Balescu R. Equilibrium and nonequilibrium statistic mechanics. A Wiley-Intersciences Publication John Willey and Sons. New-York-London. 1975. 406 p.
12. Гудман Ф., Вахман Г. Динамика рассеяния газа поверхностью. М.: Мир. 1986. 424 с.
13. Дмитриев А.С. Введение в нанотеплофизику. М.: Бином. 2021. 790 с.
14. Владимиров Г.Г. Физика поверхности твердых тел. СПб.: Лань. 2016. 352 с.
15. Полянская А.В., Полянский А.М., Полянский В.А. Связь явлений переноса с характеристиками кластерной структуры воды // Журнал технической физики, 2019, том 89. вып. 6. С. 14-20.
16. Владимиров Г.Г. Физическая Электроника. Эмиссия и взаимодействие частиц с твердым телом. СПб. Лань. 2013. 368 с.
17. Мелихов И.В. Физико-химическая Эволюция твердого вещества. М.: Бином. 2018. 309 с.
18. Панфилов М.Б. Физико-химическая гидродинамика пористых сред. С приложениями к геонаукам и нефтяной инженерии. Пер. с англ. Учебное пособие. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект». 2020. 464 с.
19. Журавлев В.Ф, Петров А.Г., Шунлерюк М.М. Избранные задачи Гамильтоновой механики. М.: Ленард. 2015 с.
20. Prozorova Evelina. The Role of the Angular Momentum in Shaping Collective Effects. 14th Chaotic Modeling and Simulation International Conference. Ed. By: Christos H. Skiadas, Yiannis Dimotikalis. Springer Proceedings in Complexity (SPCOM). P. 347-360.
https://media.springernature.com/w600/springer-static/cover-hires/book/978-3-030-96964-6
21. Валландер С.В. Уравнения движения вязкого газа // Докл. АН СССР. 1951. т. 78(1). С. 25-27.
22. Валландер С.В., Еловских.М.П. Теоретическая зависимость коэффициентов теплопроводности газов от температуры // Доклады АН СССР. 1951. т. 79(1). С. 37-40.
23. Девиен М. Течения и теплообмен разреженных газов. М.: Изд. Иностранной литературы. 1962. 187 с.
24. Ишлинский А.Ю., Ивлев Д.Д. Математическая теория пластичности. М.: Физматлит. 2003. 702 с.
25. Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Устойчивость равновесия конструкций и родственные проблемы. Том.1. М.: Скад Софт. 2009. 804 c.
Буланов Э.А. Моментные напряжения в механике твердого, сыпучего и жидкого тела. М.; Вузовская книга. 2012. 140 с. Физико-химическая кинетика в газовой динамике ГГГГ Т.Х(Х) http://chemphys.edu.ru/issues/ГГГГ-ХХ-Х/articles/NNN/