¿Puedo expresar el flujo de calor de un fluido en términos de características establecidas de la distribución de velocidades?

Si ρ es la densidad de masa de un fluido y A ( v ) es una función de la velocidad, que se distribuye de acuerdo con F ( v ) , tenemos un proceso de promedio

A A := A ( v )   F ( v )   d 3 v .

Ahora podríamos definir la presión y la energía en el marco del flujo como

PAG i j := ρ   ( v i v i ) ( v j v j ) ,

mi Familiares := ρ   1 2 ( v v ) 2 .

me di cuenta que

PAG = ρ   Cov ( v i , v j ) ,
mi Familiares = 1 2 i Var ( v i ) .
Entonces están dados por covarianza (ver también matriz de covarianza ) y varianza para F .

¿Puedo formular el flujo de calor?

q i := ρ 1 2 ( v v ) 2 ( v i v i )

también en términos de funciones estadísticas generales de v ? Por ejemplo, ¿algún funcional de la asimetría ?

Su pregunta es un poco vaga, pero en resumen, no creo que pueda formular el flujo de calor de esa manera. El flujo de calor es un fenómeno de transporte, no solo una propiedad de la distribución estadística local de la velocidad. El flujo de calor no es más que transporte de energía.
@SimpleLikeAnEgg: dado como un valor esperado como el anterior, y en comparación con las otras cantidades, que tiene tal interpretación, ¿por qué no sería una propiedad de la distribución estadística? Es solo el tercer orden en v .
Sí, pensándolo bien, lo que ha definido allí es una propiedad y un tipo de "flujo de calor", pero no completo en el sentido de utilidad. En términos de la teoría cinética de los gases, correspondería a la difusión de moléculas "sin colisiones". Tal vez en algunas situaciones eso sea útil, pero para muchos de interés, definir una cantidad significativa de flujo de calor requiere una mayor consideración de las colisiones.

Respuestas (1)

El flujo de calor no es más que transporte de energía. El transporte de energía se logra de varias maneras. Lo que has definido con

q i := ρ 1 2 ( v v ) 2 ( v i v i )
es simplemente un término que se podría esperar que se relacione con la tasa de flujo de calor . De hecho, el q i que ha definido corresponde a la tasa de flujo de calor instantáneo de la difusión de masa para un medio que no interactúa. Una consideración más realista del flujo de calor en un medio implicaría un modelo de interacciones.