肖建华的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/肖建华

博文

理性力学中的热变形力学

已有 5717 次阅读 2010-6-12 23:58 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记| 热力学

 

       热变形力学(Thermomechanics)是由Walter Noll 在理性力学构思上提出来的。

      

它的主要目标是将变形力学建立在热力学的构造上。一般地说,弹性力学、塑性力学、流体力学均声称它们满足热力学的基本规律,但是,只不过是形而上学的。

 

       在湍流研究中,在热传导与流动的耦合场研究工作中,在破坏性变形过程中,热力学是回避不了的问题。

      

就相变而言,在(PVT)状态空间,相变面是一个曲面,在其邻域,状态是连续的。因而,在相空间建立一个热力学的几何场理论是很多论文的主题。把(PVT)做为广义坐标(称为热力学的力),在形式上,按这一路线,就可以把相变面等价于弹塑性力学中的变形面。因而,在引入关于(PVT)与某个物理场(如热流矢量)联系起来后,就可以引入度量张量。一般地说,以熵做为几何不变量。

 

按这条路线,在熵不变的条件下,变形面(相变面)就是由具体的(PVT)矢量与热流矢量间的“变换张量”决定。在物理上,对给定的具体的(PVT)矢量和热流矢量,不同的物质有不同的相变面,因而也就有不同的“变换张量”。因而,这种“变换张量”以非常隐蔽的方式把讨论对象“物质”给换掉了。因而,不满足被讨论对象“物质”的唯一性。因而,关于这个“变换张量”在(PVT)空间的各种偏微分方程是没有必要引入的,更不能作为热力学的基本方程。

 

因此,这种热力学几何场理论是形而上学的,是纯数学符号化的。

 

这条路线很有吸引力。但是,逻辑上,以熵作为几何不变量等价于把熵做为热力学的基本变量,而把(PVT)状态空间作为可任意选择的量。这是与工程实践经验矛盾的。

再者,PVT是通过熵联系在一起的宏观物理量,它们都不是与具体运动直接、唯一的联系在一起的。

 

在抛弃这一方案后,最简单的论题就是:在温度变化条件下的变形力学应当如何构造?或如Walter Noll的提法:在有热传导下的变形力学应当如何构造?

 

这方面的论文有一定的数量。但是,多为牵强附会的。因而,也就不难理解,Walter Noll在今年发表的论文提出他的理论性构想。

 

但是,Walter Noll的理论性构想直接的引入体力和面力,而没有进一步的具体构造,因而过于形式化。他过于关心数学上的美,而太少关心工程实践性。

 

陈至达先生的理性力学体系下如何建立这样一个理论是一个长达近30年的论题。陈至达先生的早期探索反映在他的专著(理性力学)中。

 

最近,我把这一论题的有关结果整理成论文(Xiao Jianhua, Geometrical Field Formulation of Thermomechanics in Rational MechanicsarXiv1004.43322010)。该文与另一篇关于物相定义的论文Xiao Jianhua, Geometrical Field Representation of Solid, liquid, and gas in rational mechanics, arXiv:0911.1397, 2009)一起,形成了一个相对完整的体系。关心陈至达先生的理性力学进展者可据上述线索的到有关的了解。

 

下一阶段,我准备完善Walter Noll的(理论性构想中的)体力和面力的物理学理论。

 

我在论文中评论了很多东西,看来得罪了人。我不想陷入论战。因而,希望不同意我的论文观点者直接写文章反驳、或干脆当没看见我的论文、或直接的以我的论文“不值一提”作为结束。

 

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-39419-334900.html

上一篇:理性力学论评(6)
下一篇:物质的存在和运动规律
收藏 IP: .*| 热度|

1 张旭

发表评论 评论 (4 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-3-29 08:16

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部