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Ecuación de Transporte de Boltzmann

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ID:(1134, 0)



Densidad

Ecuación

Si los parámetros se calculan con\\n\\n

$\chi = m c(\vec{x},t)$



y se promedia sobre la velocidad mediante

$ \chi_k(\vec{x},t) =\displaystyle\frac{1}{c(\vec{x},t)}\displaystyle\int d\vec{v} f(\vec{x},\vec{v},t) \chi_k(\vec{x},\vec{v},t)$



se obtiene mediante la masa la estimación de la densidad mediante:

$\rho(\vec{x},t) = m\displaystyle\int f(\vec{x},\vec{v},t)d\vec{v}$

ID:(8458, 0)



Ecuación de Boltzmann

Ecuación

La función de Boltzmann describe el transporte de un sistema de partículas descrito por la función de distribución de velocidades:

$\displaystyle\frac{\partial f}{\partial t}+v_i\displaystyle\frac{\partial f}{\partial x_i}=C(f)$

donde el termino C describe la interacción (colisiones) entre estas.

ID:(8462, 0)



Temperatura

Ecuación

Con el teorema de equipartición en que\\n\\n

$\displaystyle\frac{1}{2}m\vec{v}\cdot\vec{v}=\displaystyle\frac{3}{2}k_B T$

\\n\\ncon el parámetro se calculan con\\n\\n

$\chi = T = \displaystyle\frac{m\vec{v}\cdot\vec{v}}{3k_B}=\displaystyle\frac{\vec{v}\cdot\vec{v}}{3R}\displaystyle\frac{c(\vec{x},t)}{\rho(\vec{x},t)}$



y se promedia promediando sobre la velocidad mediante

$ \chi_k(\vec{x},t) =\displaystyle\frac{1}{c(\vec{x},t)}\displaystyle\int d\vec{v} f(\vec{x},\vec{v},t) \chi_k(\vec{x},\vec{v},t)$



y se considera el teorema de equipartición, la temperatura se podrá estimar integrando la energía cinética ponderada por la distribución de velocidad dividida por la constante de los gases:

$T(\vec{x},t) = \displaystyle\frac{m}{3R\rho}\displaystyle\int (\vec{v}\cdot\vec{v})f(\vec{x},\vec{v},t)d\vec{v}$

ID:(8460, 0)



Tensor de tensión

Ecuación

Si los parámetros se calculan con\\n\\n

$\chi = m c(\vec{x},t)(v_i-u_i)(v_j-u_j)$



y se promedia sobre la velocidad mediante

$ \chi_k(\vec{x},t) =\displaystyle\frac{1}{c(\vec{x},t)}\displaystyle\int d\vec{v} f(\vec{x},\vec{v},t) \chi_k(\vec{x},\vec{v},t)$



el tensor del flujo se calcula integrando la función distribución de velocidad sobre todas las velocidades ponderando sobre las diferencias de velocidades:

$\sigma_{ij} = m\displaystyle\int (v_i-u_i)(v_j-u_j)f(\vec{x},\vec{v},t)d\vec{v}$

ID:(8461, 0)



Velocidad de flujo

Ecuación

Si los parámetros se calculan con\\n\\n

$\chi_k = v_k$



promediando sobre la velocidad mediante

$ \chi_k(\vec{x},t) =\displaystyle\frac{1}{c(\vec{x},t)}\displaystyle\int d\vec{v} f(\vec{x},\vec{v},t) \chi_k(\vec{x},\vec{v},t)$

\\n\\ny con\\n\\n

$c(\vec{x},t)=\displaystyle\frac{1}{m}\rho(\vec{x},t)$



la velocidad del flujo se calcula integrando la función distribución de velocidad sobre todas las velocidades ponderando sobre las velocidades:

$\vec{u}(\vec{x},t) = \displaystyle\frac{m}{\rho}\int \vec{v}f(\vec{x},\vec{v},t)d\vec{v}$

ID:(8459, 0)