Published 1984 | Version v1
Journal article

A collision model for a dilute hard sphere gas mixture

  • 1. Oesterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf G.m.b.H.
  • 2. Massachusetts Inst. of Tech., Cambridge (USA)

Description

A successive uncorrelated binary collision model for a dilute hard sphere gas is presented and used to calculate the single particle phase space density f(r, v, t/v0) and related quantities like the space time self correlation function Gsub(s) (r, T) in the classical approximation and to first order in h for the quantum mechanical case. It is shown that the phase space density satisfies the linearized Boltzmann equation and that within the Gaussian approximation to G2(r, t) the usual expression for free particle motion and the Langevin diffusion are obtained, where all parameters are given by the model. As an example the motion of a tagged particle in an arbitrary binary mixture is given and the velocity autocorrelation and the self diffusion coefficient are calculated explicitly. In addition, the method has been successfully used to calculate transport coefficients such as the mutual diffusion coefficient, the shear viscosity, the bulk viscosity and the heat conductivity for moderately dense gases. (orig.)

Abstract (German)

Ein Modell, das eine sukzessive binaere Stossfolge in einem verduennten Gas aus harten Kugeln beschreibt, wird verwendet, um die Einteilchen-Phasenraumdichte f(r, v, t/v0) und dazu in Beziehung stehende Groessen wie die Raum-Zeit-Selbstkorrelationsfunktion Gsub(s)(r, t) in klassischer und in erster Ordnung in h in quantenmechanischer Naeherung zu berechnen. Es wird gezeigt, dass die so berechnete Einteilchen-Phasenraumdichte eine Loesung der linearisierten Boltzmanngleichung dargestellt und dass in der Gaussschen Naeherung fuer Gsub(s)(r, t) die bekannten Ausdruecke fuer die Bewegung freier Teilchen und die Langevinsche Diffusion erhalten werden koennen, wobei alle Parameter durch das Modell bestimmt sind. Als Beispiel wird die Bewegung eines markierten Teilchens in einem binaeren Gemisch beschrieben und die Geschwindigkeitsautokorrelation und der Selbstdiffusionskoeffizienten berechnet. Die Methode wurde auch zur Berechnung der Transportkoeffizienten fuer Interdiffusion, Scherviskositaet, Volumsviskositaet und die Waermeleitung fuer Gase bis zu hoeheren Dichten erfolgreich verwendet. (orig.)

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Atomkernenerg. Kerntech.
Journal Volume
44
Journal Issue
4
Series
CODEN: ATKEA.;Atomkernenerg. Kerntech.
Journal Page Range
279-282
ISSN
0171-5747

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
15056465
Subject category
S42: ENGINEERING;
Descriptors DEI
DILUTION; FLOW MODELS; FLUID FLOW; GASES; HARD-SPHERE MODEL; MIXTURES
Descriptors DEC
DISPERSIONS; FLUIDS; MATHEMATICAL MODELS