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适应系数

/accommodation coefficients/
条目作者姚朝晖

姚朝晖

最后更新 2024-12-05
浏览 153
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反映固体与流体间能量或动量交换程度的物理参数。

英文名称
accommodation coefficients
所属学科
力学

流体分子和固体表面之间的动量和能量传递需要入射流体分子与表面之间相互作用的详细信息,关于这个问题的详细分析十分复杂,需要有关“散射核”的完整知识。从宏观的观点来看,为了描述流体和壁面之间的相互作用,引入了热适应系数的概念,以表征反射分子的温度在多大程度上已“适应”了表面的状况(温度)。采用所谓的热适应系数和动量适应系数这些平均参数,使得研究问题可以大大简化。

热(能量)适应系数反映流体与表面的能量交换,其定义为:


式中分别表示单位时间内入射和反射分子的能量通量;表示假设所有入射的分子都按对应于表面温度被反射时的能量通量。理想的能量交换情况对应于。计算双原子分子或更复杂的分子的热适应系数时,除了考虑平动能量外,还需考虑它们的转动能量和振动能量。

对于流体与表面进行动量交换时,可以用动量适应系数来表述,动量适应系数按动量交换的方向来分,又有切向动量适应系数和法向动量适应系数。

反映流体分子与表面的切向动量交换,其定义为:


式中分别表示入射和反射分子的切向动量;为相应于表面(对固定表面)的反射分子的切向动量。

的情况为镜面反射,在此情况下从壁面反射的分子切向速度不变,但是由于对壁面的法向动量传递,分子的法向速度产生反转,此情况下没有流体与壁面的切向动量交换,导致表面摩擦为零。

的情况为漫反射,在此情况下从壁面反射的平均切向速度为零,因此漫反射对流体与壁面的切向动量交换(和摩擦)非常重要。

反映流体分子与表面的法向动量交换,其定义为:


式中分别表示入射和反射分子的法向动量;为相应于表面(对固定表面)的反射分子的法向动量。对于镜面反射,对于漫反射

  • 沈青.稀薄气体动力学.北京:国防工业出版社,2003.

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