Моделювання електромагнетотермомеханічних процесів у в’язкій електропровідній поляризовній рідині з урахуванням необоротності локальних зміщень маси та електричного заряду

Abstract

З використанням термодинаміки нерівноважних процесів, механіки й електродинаміки суцільних середовищ отримано повну систему рівнянь для опису взаємозв’язаних електромагнетотермомеханічних процесів у в’язкій електропровідній неферомагнетній поляризовній рідині з урахуванням необоротності процесів локального зміщення електричного заряду та маси. З цією метою вектори градієнта приведеної величини енергетичної міри впливу зміщення маси на внутрішню енергію та напруженості електричного поля подані сумами їх оборотних і необоротних складових. Це дозволило отримати диференціальні реологічні визначальні співвідношення для векторів зміщення маси й електричного заряду (поляризації). Побудована модель дозволяє проаналізувати кінетику поверхневої поляризації та становлення приповерхневої неоднорідності напружено-деформованого стану в’язкої рідини.

Using basic principles of thermodynamics of nonequilibrium processes, continuum mechanics and electrodynamics, a complete set of equations for the description of thermomechanical processes in a viscous electrically conducting nonferromagnetic polarized fluid with taking into account irreversibility of the processes of the local displacements of mass and electric charge is obtained. Thus, a gradient vector of an energy measure of the influence of mass displacement on internal energy and an electric force vector are presented as sums of their reversible and irreversible components. It allows one to obtain differential rheological constitutive relations for the mass displacement vector and electric charge. In particular, the proposed model allows one to analyze the history of surface polarization and to establish near-surface inhomogeneity of the stress-strain state of a viscous fluid.

С использованием базовых положений термодинамики необратимых процессов и механики сплошных сред получено полную систему уравнений для описания взаимосвязанных термомеханических процессов в вязкой сжимаемой жидкости с учетом обратимого смещения массы. С использованием термодинамики неравновесных процессов, механики и электродинамики сплошных сред получена полная система уравнений для описания взаимосвязанных электромагнитотермомеханических процессов в вязкой электропроводной неферромагнитной поляризируемой жидкости с учетом необратимости процессов локального смещения электрического заряда и массы. С этой целью вектор градиента приведенной величины энергетической меры влияния смещения массы на внутреннюю энергию и вектор напряженности электрического поля представлены в виде сумм их обратимых и необратимых составляющих. Это позволило получить для векторов смещения массы и электрического заряда (поляризации) дифференциальные реологические определяющие соотношения. Построенная модель позволяет исследовать динамику поверхностной поляризации и становления приповерхностной неоднородности напряженно-деформированного состояния вязкой жидкости.