Viscoelasticity and Stokes-Einstein relation in repulsive and attractive colloidal glasses
我们报告的粘弹性行为的空间排斥和短程吸引力的胶体悬浮液模型的数值研究,沿着不同的路径中的吸引强度与包装分数平面。更具体地说,我们研究的行为的粘度(及其频率依赖性)接近排斥玻璃,有吸引力的玻璃和在再入区域的粘度显示出非单调的行为,增加吸引力的强度。在接近玻璃线,粘度的增加是一致的幂律发散与相同的指数和临界包装分数先前获得的密度波动的发散。模式耦合计算的基础上,我们关联的粘度的增加与特定的贡献,从不同的长度尺度。我们还通过比较同一模型的牛顿和布朗模拟,证明了结果与微观动力学无关。最后,我们评估斯托克斯-爱因斯坦关系接近两个玻璃化转变,找到一个明确的故障,这是特别强大的情况下的吸引力玻璃。
2007-05-21 cond-mat.soft
Thermal conductivity and thermal diffusivity of molten salts: insights from molecular dynamics simulations and fundamental bounds
本研究通过分子动力学模拟计算了LiF和KCl熔融盐的热导率与热扩散率等热性质,将其与基本物理常数下限对比,并基于原子动力学和声子激发解释热性质,发现热扩散率接近运动粘度。
2025-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Drag Coefficient of a Circular Inclusion in a Near-Critical Binary Fluid Membrane
本文计算了置于均相二元混合物组成的平板流体膜中的圆形液区在分层临界点附近的阻力系数。假设一个足够小的相关长度,我们把域动力学作为独立的临界波动和使用高斯自由能泛函的混合物。由于近临界性,区域组分和混合物组分之一之间的优先吸引在区域外显著地产生成分梯度,并且可以影响阻力系数。我们首先考虑一个域具有相同的膜粘度的域外部。阻力系数相对于优先吸引力的无量纲强度展开。数值计算表明,膨胀系数的大小随着强度的增加而减小,并且该系列的一阶项通常给出了实际材料常数的良好近似。的优惠吸引力的效果被证明是能够在实践中变得显着大。我们第二次考虑的情况下,膜粘度的域内部和外部是不同的。当畴粘滞性增加到无穷大时,展开级数的一阶项减小到接近零。这与以前的数值结果表明,流体动力学的优势吸引力的影响可以忽略不计的刚性磁盘。
2018-06-18 cond-mat.soft
Soap films as two-dimensional fluids: Diffusion and flow fields
我们观察示踪剂颗粒在肥皂膜中的扩散,以测量膜的二维(2D)粘性特性。我们用不同的水甘油混合物制作不同厚度的肥皂膜。对于薄膜,单颗粒扩散率与薄膜的参数(如厚度$h$)密切相关,但对于较厚的薄膜,这种关系破裂。值得注意的是,对于较厚的膜,扩散率比预期的更快,其中使用示踪剂颗粒直径$d$在$h/d = 5.2 \pm 0.9$处转变。这表明从纯2D扩散到更三维的扩散的过渡。此外,我们测量更大的长度尺度流场相关粒子运动,并找到很好的协议,预期从理论的2D流体为我们所有的电影,薄和厚。我们测量的有效二维粘度的肥皂膜使用单粒子扩散率测量薄膜,并使用两个粒子的相关测量在所有的电影。
2014-08-18 cond-mat.soft
Local Density Fluctuation Governs the Divergence of Viscosity underlying Elastic and Hydrodynamic Anomalies in a 2D Glass-Forming Liquid
如果液体迅速冷却形成玻璃,它的结构弛豫会延迟,粘度会急剧增加。在两个维度上,即使在低温下,也会存在强烈的长波长波动,这使得难以评估微观结构弛豫时间。这封信表明,在二维玻璃形成液体中,相邻颗粒之间的相对位移产生与粘度成比例增长的弛豫时间。除了热弹性振动,流体动力学的波动被发现影响的长波长的动态,在长时间的限制,产生一个grammically发散扩散。
2019-12-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation of binary fluids with dynamic temperature
考虑了与冷外壁接触淬火的二元流体的相分离。采用格子玻尔兹曼方法结合有限差分格式求解Navier-Stokes方程、对流扩散方程和能量方程。在高粘度下,通过改变热扩散率观察到不同的形态。在热扩散率范围内,畴平行于壁面生长,温度和相分离前沿向系统内部传播,并具有幂律行为。在低粘度流体动力学有利于圆形的形状,并出现不同长度尺度的复杂图案。非对称系统的行为类似,但具有更有序的配置。
2010-09-20 cond-mat.soft
Hot Particles Attract in a Cold Bath
控制热力学平衡之外的相互作用对于设计可寻址和功能性自组织结构至关重要。这些活跃的相互作用也是生物系统中集体行为的基础。在这里,我们研究了一个一般设置的被动粒子浴中的活性粒子,并展示了一种新的机制,活性粒子之间的长距离吸引。当主动粒子运动的平移持续长度小于粒子直径时,该机制起作用。在该极限下,系统在具有较低扩散率的颗粒(“冷”颗粒)的浴中还原为具有较高扩散率的颗粒(“热”颗粒)。这种吸引力的相互作用是由于热粒子将冷粒子推开而在其周围产生一个大洞,并且这些洞通过类似耗尽的吸引力相互作用。引人注目的是,相互作用的范围比粒子半径大一个数量级以上,远远超出了传统的耗尽力的范围。虽然该机制发生在典型的生物游泳者的参数范围之外,但该机制可以在实验室中实现。
2017-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Similarity between the kinematic viscosity of quark-gluon plasma and liquids at the viscosity minimum
最近,已经发现液体的运动粘度在最小值$ν_m$可以用基本物理常数来表示,从而给出大约为$10^{-7}~{\rm m^2/s}$的$ν_m$。在这里,我们证明了夸克-胶子等离子体(QGP)的运动粘滞系数也有类似的值,并通过实验数据和理论估计支持了这一发现。这种相似性是惊人的,因为QGP的动力粘度和密度比液体大16个数量级,而且这两个系统有不同的相互作用和基本理论。我们讨论了这一结果的影响,了解QGP,包括流动和粒子动力学的粘度最小值,相关的动力学交叉和剪切扩散的普遍性的相似性。
2021-03-19 cond-mat.soft hep-th nucl-th
Lattice Boltzmann Method for mixtures at variable Schmidt number
当通过格子玻尔兹曼方法模拟多组分混合物时,希望在保持溶液粘度固定的同时控制物种之间的相互扩散率。这一目标是通过引入两个不同的时间尺度的质量和动量扩散的多组分Bhatnagar-Gross-Krook(BGK)演化方程的修改在这里实现的。因此,扩散率由作用在物种之间的有效拖曳力控制。数值模拟证实了中性二元和带电三元混合物在散装条件下的方法的准确性。带电狭缝通道中带电混合物的模拟表明,电导率和电渗迁移率表现出偏离Helmholtz-Smoluchowski预测在高扩散率。
2015-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic flow field and frictional resistance coefficient of a disk rotating steadily in a compressible fluid layer with odd viscosity on a rigid substrate
The Open University(开放大学);Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization(马克斯·普朗克动力学与自组织研究所)
研究了在刚性基底上旋转的盘在具有奇粘性的可压缩流体层中的流体动力学行为,发现奇粘性影响盘间相互作用并增加阻力系数。
2025-03-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Structural and Dynamical Anomalies of a Gaussian Core Fluid: a Mode Coupling Theory Study
本文从理论上研究了由粒子组成的液体的输运性质uist 1:/home/sokrates/egorov/oldhome/Pap 41/Submit > m abs.tex本文从理论上研究了由粒子通过高斯核对势相互作用组成的液体的输运性质。剪切粘度和自扩散系数的计算模式耦合理论的基础上,与所需的结构输入从积分方程理论。自扩散系数和粘度都表现出反常的密度依赖性,在一定温度以下的几条等温线上,在特定的密度范围内,扩散系数随密度的增加而增加,粘度随密度的减小而减小。我们的理论结果的两个输运系数是在良好的协议与模拟数据。
2010-03-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flow of a viscous nematic fluid around a sphere
我们分析了蠕动流所产生的球形颗粒移动通过粘性流体与方向顺序,其中动量扩散是各向异性的,反对阻力弯曲。具体来说,我们提供了封闭形式的解析表达式的响应函数,即等效于斯托克斯的阻力公式的流体。特别注意的是旋转伪各向同性的条件下定义的零阻力弯曲,和应变伪各向同性的条件下定义的各向同性动量扩散。我们发现前者与生物聚合物网络的流变学相一致,后者更接近于生物液晶的流变学。这些“纯”各向异性条件被用来基准现有的粒子跟踪微流变学方法,提供有效的方向粘度分别应用斯托克斯阻力定律在不同的方向。我们发现,有效粘度的方法是唯象合理的旋转各向同性流体,虽然它会导致显着的误差估计的粘度系数。在另一方面,方向有效粘度的概念被认为是误导的流体,反对一个可观的阻力弯曲。最后,我们观察到,各向异性的动量扩散导致不对称的流线图案显示增强(减少)流线偏转的方向较低(较高)的扩散。流体的弯曲阻力被发现调制流线偏转的不对称性。在某些情况下,两种各向异性机制的组合效应导致向球体收敛的流线图案。
2013-09-09 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Diffusion of rod-like particles in complex fluids
Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences(波兰科学院物理化学研究所)
本文通过线性响应理论,将粘度函数框架扩展到细长粒子,推导出其在复杂流体中的扩散系数表达式,并指出该方法适用于复杂液体但不适用于凝胶。
2025-12-23 cond-mat.soft
Molecular dynamics study of nanoconfined TIP4P/2005 water: how confinement and temperature affect diffusion and viscosity
在过去的几十年中,大量的努力已经致力于研究限制在纳米级的疏水几何形状(管,狭缝孔)中的水,因为这种系统的多种技术应用,从药物输送到水脱盐设备。据我们所知,无论是数值/理论还是实验方法到目前为止都没有达成一致的理解,在这些条件下的水的结构和传输特性。在这项工作中,我们提出了分子动力学模拟的TIP 4P/2005水在不同的疏水纳米约束(狭缝孔或纳米管,两个疏水度)在很宽的温度范围内。一方面,水在疏水壁附近更加结构化,独立于限制的几何形状。在另一方面,我们表明,限制和曲率的组合效应导致水在疏水纳米管中的扩散系数增强。最后,我们提出了一个封闭的斯托克斯-爱因斯坦关系提取粘度从扩散率,其结果强烈不同于绿色久保已在以前的工作中使用的表达式。我们讨论了这两种方法的缺点,这可以解释这种差异。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Breakdown of the Stokes-Einstein relation in two, three and four dimensions
低温下扩散率和粘度之间斯托克斯-爱因斯坦(SE)关系的崩溃被认为是液体玻璃动力学的标志之一。理论分析与这种故障与存在的异质动态,并通过扩展,与玻璃形成的脆弱性。我们进行了调查的SE关系的故障在2,3和4个维度,以了解这些相互关系。模型玻璃形成者的模拟结果表明,SE关系的破裂程度随着空间维数的增加而降低。击穿本身可以合理化,通过之间的差异的激活自由能的扩散和粘度(或弛豫时间)在亚当-吉布斯关系在三维和四维。在二维的行为也可以理解在一个广义的亚当-吉布斯关系,在以前的工作中观察到。我们计算各种措施的动态异质性,并发现SE故障和措施的动态异质性的程度一般是相关的,但也有一些例外。我们研究的二维系统显示出在高温和低温下的三维和四维系统的行为模式的偏差。研究的液体的脆弱性被发现与空间维度增加,相反的期望的基础上的脆弱性与异质动态的关联。
2012-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscosity and self-diffusion of supercooled and stretched water from molecular dynamics simulations
在水的众多异常中,压力下的动力学加速尤其令人困惑。虽然在实验中观察到的扩散率异常已被复制在几个计算机研究,平行粘度异常受到较少的关注。在这里,我们模拟粘度和自扩散系数的TIP4P/2005水模型在广泛的温度和压力范围。我们重现了实验行为,并在负压下发现了其他异常。压力对动力学性质的异常影响在冷却后变得更加明显,在220 K时粘度达到两个数量级。我们分析了我们的结果与动态扩展的热力学两态模型,这种方法已被证明是成功的,在描述实验数据。水被认为是一个相互转换的物种与对比的动态行为的混合物,一个是强大的(Arrhenius),和其他脆弱的(非Arrhenius)。两状态模型的动态参数实验和仿真结果非常接近。更大的压力范围内访问模拟表明修改的动态两态模型,这反过来又提高了与实验数据的一致性。此外,我们的模拟证明了作为温度$T$的函数的粘度$η$和自扩散系数$D$之间的解耦。当$T$降低时,与由两种相互转换物质的相等分数定义的Widom线有关,斯托克斯-爱因斯坦关系式被违反,该关系式预测了一个常数$D η/T$。这些结果提供了水的热力学和动力学的统一图景,并要求在负压下进行实验。
2018-07-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Physical Properties of Dextran Solutions as Model Crowding Media
Université d'Orléans(奥尔良大学);CNRS(法国国家科学研究中心);University of Guelph(圭尔夫大学)
研究了脱氧核糖核酸溶液的密度、粘度、聚合物自扩散和水扩散,揭示了粘度随浓度呈幂律增长,聚合物自扩散呈指数衰减,水自扩散率和特定体积随浓度降低,但不受聚合物尺寸影响,展示了聚合物物理概念在体外大分子拥挤研究中的应用。
2026-04-10 cond-mat.soft physics.bio-ph
Properties of condensed matter from fundamental physical constants
本文综述液体黏度、热扩散率、弹性和声速等凝聚态性质如何受基本物理常数约束,并阐明相关普适下界或上界的理论意义。
2023-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech