RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математическое моделирование // Архив

Матем. моделирование, 2021, том 33, номер 1, страницы 3–24 (Mi mm4250)

Эта публикация цитируется в 1 статье

Уравнение Больцмана без гипотезы молекулярного хаоса

С. В. Богомоловa, Т. В. Захароваba

a Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
b Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук

Аннотация: Ясная с точки зрения физики вероятностная модель газа из твёрдых сфер рассматривается как с помощью теории случайных процессов, так и в терминах классической кинетической теории для плотностей функций распределения в фазовом пространстве: из системы нелинейных стохастических дифференциальных уравнений (СДУ) выводится сначала обобщённое, а затем — случайное и неслучайное интегродифференциальное уравнение Больцмана с учётом корреляций и флуктуаций. Главной особенностью исходной модели является случайный характер интенсивности скачкообразной меры и её зависимость от самого процесса.
Для полноты картины кратко напоминается переход ко всё более грубым приближениям в соответствии с уменьшением параметра обезразмеривания, числа Кнудсена. В результате получаются стохастические и неслучайные макроскопические уравнения, отличающиеся от системы уравнений Навье-Стокса или систем квазигазодинамики. Ключевым отличием этого вывода является более точное осреднение по скорости благодаря аналитическому решению СДУ по винеровской мере, в виде которых представлена промежуточная мезо-модель в фазовом пространстве. Такой подход существенно отличается от традиционного, использующего не сам случайный процесс, а его функцию распределения. Акцент ставится на прозрачности допущений при переходе от одного уровня детализации к другому, а не на численных экспериментах, в которых содержатся дополнительные погрешности аппроксимации.

Ключевые слова: уравнение Больцмана, уравнение Колмогорова-Фоккера-Планка, уравнение Навье-Стокса, уравнения стохастической газодинамики и квазигазодинамики, случайные процессы, СДУ по бернуллиевой и винеровской мерам, метод частиц.

Поступила в редакцию: 03.09.2020
Исправленный вариант: 03.09.2020
Принята в печать: 21.10.2020

DOI: 10.20948/mm-2021-01-01


 Англоязычная версия: Mathematical Models and Computer Simulations, 2021, 13:5, 743–755


© МИАН, 2024