Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

A geometric one-fluid model of superfluid helium-4

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F25%3A10508622" target="_blank" >RIV/00216208:11320/25:10508622 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=qcaoyAYmMA" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=qcaoyAYmMA</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.ijengsci.2025.104377" target="_blank" >10.1016/j.ijengsci.2025.104377</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    A geometric one-fluid model of superfluid helium-4

  • Popis výsledku v původním jazyce

    A standard description of superfluid helium-4 is based on the concept of two components (superfluid and normal), which leads to the so called two-fluid models. However, as there are no two kinds of atoms in helium-4, the two components cannot be separated. Superfluid helium-4 is not a mixture of two components, being rather a single fluid with two motions. Here, we present a geometric one-fluid model of superfluid helium-4, which is based on the Hamiltonian formulation of fluid mechanics. The model is derived from the kinetic theory of excitations (treated as an ideal Bose gas under the temperature 1.3 K) and average particle motions. It can be simplified to the Hall-Vinen-Bekharevich-Khalatnikov (HVBK) two-fluid model, where it removes one fitting parameter from the HVBK model, but it also gives extra terms beyond the HVBK model. Actually, we show that the two-fluid models are problematic in case of higher counter-flow velocities, where the usual splitting of total momentum to the superfluid and normal component becomes impossible. Finally, we show how vortex line density may be added to the state variables. The one-fluid model can be seen as a generalization of the two-fluid models that is geometrically consistent, fully compressible, with non-zero superfluid vorticity, and compatible with classical experiments.

  • Název v anglickém jazyce

    A geometric one-fluid model of superfluid helium-4

  • Popis výsledku anglicky

    A standard description of superfluid helium-4 is based on the concept of two components (superfluid and normal), which leads to the so called two-fluid models. However, as there are no two kinds of atoms in helium-4, the two components cannot be separated. Superfluid helium-4 is not a mixture of two components, being rather a single fluid with two motions. Here, we present a geometric one-fluid model of superfluid helium-4, which is based on the Hamiltonian formulation of fluid mechanics. The model is derived from the kinetic theory of excitations (treated as an ideal Bose gas under the temperature 1.3 K) and average particle motions. It can be simplified to the Hall-Vinen-Bekharevich-Khalatnikov (HVBK) two-fluid model, where it removes one fitting parameter from the HVBK model, but it also gives extra terms beyond the HVBK model. Actually, we show that the two-fluid models are problematic in case of higher counter-flow velocities, where the usual splitting of total momentum to the superfluid and normal component becomes impossible. Finally, we show how vortex line density may be added to the state variables. The one-fluid model can be seen as a generalization of the two-fluid models that is geometrically consistent, fully compressible, with non-zero superfluid vorticity, and compatible with classical experiments.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10102 - Applied mathematics

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA23-05736S" target="_blank" >GA23-05736S: Geometrická multiškálová termodynamika komplexních tekutin</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    International Journal of Engineering Science

  • ISSN

    0020-7225

  • e-ISSN

    1879-2197

  • Svazek periodika

    217

  • Číslo periodika v rámci svazku

    Neuveden

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    24

  • Strana od-do

    104377

  • Kód UT WoS článku

    001571836500001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105015526989