导出方程组的熵函数和熵通量

计算科学 流体动力学
2021-12-24 08:55:25

我一直在阅读熵的概念,这是一种为方程组开发自然残差的有用方法。例如,可压缩 Navier-Stokes 的熵函数是

H(U)=ρln(pργ)
熵通量 对于等熵流,熵函数为 具有熵通量
Fi(U)=ρln(pργ)ui
H(U)=pγ1+12ρuiui
Fi(U)=(e+p)ui.

然而,我不清楚的是为给定的方程组推导这种熵函数的过程。我知道一般来说可能无法生成一个,但我对其他标准通常表现良好的系统感兴趣,所以我很乐观,可以为它们导出熵函数。

我的谷歌搜索在这个话题上没有产生建设性的帮助,所以有人能指出我如何推导出这些熵函数的来源吗?

1个回答

我最熟悉非线性双曲守恒定律分析中的熵。据我了解,熵/熵通量对提供了一个工具来检查 PDE 的属性,例如及时稳定性和不可逆性。(Φ,Ψ)

对于给定的守恒定律,熵对的推导相当复杂,据我所知,该过程的唯一详细概述(涉及可压缩欧拉方程)在第 1 章中。Evans 的“熵和偏微分方程”讲义中的 5篇Evans 提供了很多背景信息和对该主题的数学彻底处理。一旦你习惯了他的符号和风格,熵/熵通量对的计算从第 138 页开始。(Φ,Ψ)