Penetrable-Square-Well fluids: Analytical study and Monte Carlo simulations
本文研究了可穿透球通过吸引势相互作用形成的一维经典流体的结构和热物理性质。球的可穿透性是通过将对势中的排斥能垒从无限减少到有限来实现的。因此，即使在一维中也缺乏精确的解析解。基于先前在低密度极限中的精确分析工作[Santos \textit{et al.}，Phys. Rev. E \text{77}，051206（2008）]，我们提出了在任何密度和低渗透区域有效的近似理论。通过与专门的蒙特卡罗模拟和积分方程理论的比较，我们评估了该理论的有效性。我们调查的程度之间的不一致性的各种路线热力学和探索的可能性流体-流体过渡。最后，我们找到了Fisher-Widom线对穿透度的依赖关系。我们的研究结果构成了第一个系统的研究渗透领域的吸引力作为软系统的原型模型。
2009-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
[N]pT Monte Carlo Simulations of the Cluster-Crystal-Forming Penetrable Sphere Model
某些模型与纯粹的排斥对相互作用，可以形成集群晶体与多重占据的晶格位置。然而，模拟这些模型的平衡性质是相当具有挑战性的。在这里，我们开发了一个扩展的等温等压$[N]pT$合奏，克服了这个问题，允许粒子数和晶格间距波动。我们应用的方法与蒙特卡罗模拟计划解决一个原型的簇晶体形成，可穿透球模型（PSM）的相图，并与早期的理论预测的结果进行比较。在较高的温度和密度下，面心立方（FCC）晶体的平衡占有率$n_{\mathrm{c}}^{\mathrm{eq}}$呈线性增加。在低温下，尽管$n_{\mathrm{c}}^{\mathrm{eq}}$在整数值处稳定，但晶体行为随密度连续变化。先前围绕$T\sim0.1$的模糊交叉得到解决。
2012-08-24 cond-mat.soft
A Soft Penetrable Sphere Colloid Model for the Description of Charge and Excluded Volume Interactions in Antibody Solutions
Lund University（隆德大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；National Research Council (ISC-CNR)（国家研究委员会（ISC-CNR））
本文提出一种改进的柔软可穿透球体模型，考虑抗体Y形结构及电荷分布，准确描述热力学和集体动力学量，并复现计算机模拟结果。
2026-04-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
A Numerical Test of a High-Penetrability Approximation for the One-Dimensional Penetrable-Square-Well Model
一维可穿透方井流体的研究使用的分析工具和专门的蒙特卡罗模拟。该模型由一个可穿透的核心，其特征在于由一个有限的排斥能量结合一个短程吸引力井。这是一个多体的一维问题，缺乏精确的解析解，通常的范霍夫定理的相变不适用。我们确定了一个高渗透性近似补充类似的低渗透性近似在以前的工作。这被证明是相当于通常的德拜-休克尔理论的简单带电流体的维里和能量路线是相同的。内部热力学的一致性与压缩性路线和有效性的近似描述的径向分布函数进行评估，通过与数值模拟的比较。分离的振荡和单调的大距离行为的径向分布函数的Fisher-Widom线计算内的高穿透性近似和与相反的政权，从而提供了一个强有力的指示线的位置在所有可能的政权。高穿透性近似预言了临界点和旋节线的存在，但这发生在理论的适用范围之外。我们调查的吉布斯系综蒙特卡罗技术的流体-流体过渡的可能性，没有找到任何证据，这样的过渡。额外的分析参数来支持这一主张。最后，我们发现一个聚类过渡时，Ruelle的稳定性标准是不满足。这些结果的三维相图的后果进行了讨论。
2010-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Penetrable Square-Well fluids: Exact results in one dimension
我们引入了一个模型的吸引力穿透球通过添加一个短距离的吸引力方井外的可穿透的核心，我们提供了一个详细的分析，在一个维度上使用的确切的不可穿透的对应物作为起点的结构和性能。该模型预计将描述星型聚合物在制度的良好和温和的溶剂在稀的条件下。我们推导出精确的系数的低密度展开到二阶的径向分布函数和四阶的维里展开。这些精确的结果被用来作为一个基准来测试近似理论（Percus-Yevick和hyperneted链）的可靠性。尽管缺乏对任意密度的精确解，我们的结果预计在很宽的温度和密度范围内是相当精确的。对一些极限情况进行了详细的分析。特别是，我们提供了一个完整的解决方案的粘性可穿透球模型在一个维度上的密度相同的顺序。分析了Ruelle的热力学稳定性问题，并确定了一个明确的热力学极限区域。
2008-04-23 cond-mat.soft
A homogenization theory for systems of penetrable dielectric particles
本文提出了一种多粒子理论，用于计算具有不同穿透度的非均匀介质粒子组成的宏观均匀和各向同性系统的有效准静态介电常数。该理论是基于我们原来的紧群的方法，由Hashin-Shtrikman变分原理补充。控制方程是通过对系统中局部介电常数与所需有效介电常数的偏差的统计矩求和而获得的。原则上，后者可以从控制方程中恢复为组分体积浓度（通过颗粒特征函数的某些乘积的统计平均值表示）和介电常数分布的函数。在局部介电常数由感兴趣点到最近球的最短距离确定的建议下，对具有分段连续径向介电常数的硬且完全可穿透的球进行了完整的分析。并与其他作者的理论分析和模拟结果进行了对比。这种比较验证了我们的理论，也揭示了可能的计算错误所造成的使用矩形格子模拟分散的球形粒子。
2018-11-04 cond-mat.soft
Phase diagram of the penetrable square well-model
我们使用各种性质的广泛的蒙特卡罗模拟，研究了软胶体球通过方阱势相互吸引形成的系统。通过将排斥势的无限部分减少到有限部分来实现软度。对于足够低的值的穿透性参数，我们发现该系统是Ruelle稳定的方井一样的行为。对于高值的穿透性的系统是不稳定的，并崩溃成一个孤立的斑点形成的几个集群，每个集群包含许多重叠的粒子。对于渗透率的中间值，系统具有部分缺乏热力学一致性的丰富相图。
2011-01-04 cond-mat.soft
The penetrable square-well model: extensive versus non-extensive phase
通过不同性质的蒙特卡罗模拟研究了可穿透方阱流体的相图。这个模型是作为结合短尺度有界排斥和短程吸引的最简单的可能性而提出的。我们证明了该模型是足够低的值的渗透性参数，并在这种情况下，系统的行为类似于方井模型的结晶稳定。对于较大的渗透，存在一个中间区域，在该区域中，系统是亚稳态的，具有明确的流体-流体和流体-固体转变，在有限的尺寸下，但最终在热力学极限下变得不稳定。我们的特点是不稳定的非广泛的阶段出现在高渗透性，系统崩溃成一个孤立的斑点的几个集群的许多ovelapping粒子。
2011-06-09 cond-mat.soft
Kinetic Theory of Soft Matter. The Penetrable-Square-Well Model
可穿透方阱（PSW）对相互作用势定义为$ϕ(r)=ε_r$（如果两个相互作用粒子重叠）（$r<σ$），$ϕ(r)=-ε_a$在日冕内（$σ<r<λ$），以及$ϕ(r)=0$否则（$r>λ$）。因此，在极限$ε_r\to\infty$中，电势降低到传统的方阱（SW）电势，并且如果是$ε_a\to0$或$λ\toσ$，则降低到可穿透球（PS）电势。本文利用PSW模型研究了粒子与稀薄气体相互作用的Navier-Stokes输运系数随温度的变化。通过利用PSW散射过程类似于光线穿过具有不同折射率的两个同心球形介质的事实，散射角被解析地导出为碰撞参数和碰撞粒子的相对速度的函数;根据这两个量的值，碰撞可以是软的、硬的或掠射的。其次，通过标准应用已知的一般结果，从查普曼-Enskog方法，Navier-Stokes输运系数的一阶近似数值计算。结果发现，PSW系数实际上是难以区分的SW的足够低的温度（$k_BT\lesssim 0.2 ε_r$），存在一个过渡制度（$0.2 ε_r\lesssim k_BT\lesssim 10ε_r$），其中的传输系数之间的SW和PS的插值，并最终PSW系数是可比的PS的足够高的温度（$k_BT\gtrsim 10ε_r$）。结果被应用到平面傅立叶流的温度分布。
2019-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Probing the existence of phase transitions in one-dimensional fluids of penetrable particles
一维经典流体中的相变通常被范霍夫定理排除。绕过定理结论的一种方法是考虑处处有界的粒子间势。这是{ \it e.g.}的情况，指数为4的广义指数模型（GEM-4势），它在三维空间中合理地描述了溶液中柔性树枝状大分子之间的有效排斥。一维GEM-4模型的扩展蒙特卡罗模拟[S. Prestipino，{ \em Phys. Rev. E} { \bf 90}，042306（2014）]最近提供了低温团簇相的无限序列的证据，然而也表明在推进模拟时，似乎真正的转变最终可能被证明只是急剧的交叉。因此，我们通过三种不同的且日益复杂的方法（{ \it即}，平均场论、团簇的晶格模型的转移矩阵以及连续体中点团簇系统的精确处理），从而得出结论，一维GEM 4系统的所谓跃迁可能只是交叉。
2015-09-08 cond-mat.soft
Reentrant and Isostructural Transitions in a Cluster-Crystal Former
通过模拟研究了一个简单团簇晶体形成体系的低温行为。相行为被发现是高斯核和可穿透球模型之间的混合。该系统还表现出一系列的重入结晶和熔融循环，以及不同的占有率的晶体之间的关键同构转变。由于晶格位置的产生和湮灭，该系统进一步显示出不寻常的和有趣的软化后压缩。
2012-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective behavior of penetrable self-propelled rods in two dimensions
自推进粒子的集体行为在运动性测定中在微尺度上观察到游泳者如精子和细菌以及蛋白质细丝。这类系统的性质既取决于它们的维数，也取决于它们粒子之间的相互作用。我们引入了一个二维自推进杆模型，该模型通过分离位移的伦纳德-琼斯势相互作用。由于有限的势垒，棒能够交叉。这个模型使我们能够有效地模拟系统的自推进杆，有效地在二维移动，但偶尔可以逃脱到第三维，以通过对方。我们的准二维自推进粒子描述了一类活跃的系统，其中包括microswimmer靠近墙壁和细丝推进基板上。利用蒙特卡罗模拟，我们首先确定了被动棒的各向同性相变。使用布朗动力学模拟，我们的特点团簇形成的自推进棒作为一个功能的推进强度，噪音，和能量障碍。与具有无限势垒的棒相反，推进强度的增加不仅有利于对准，而且有效地降低了阻止棒交叉的势垒。因此，我们找到了一个集群窗口，在中等推进强度的最大集群大小。
2014-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Ground state of weakly repulsive soft-core bosons on a sphere
我们研究了嵌入球面的可穿透玻色子系统。在粒子间弱相互作用的假设下，系统的基态近似为纯凝聚态。我们采用热力学参数的调查，在变分的单粒子状态，不同的有限大小的“相”之间的交叉跨越的参数空间的球半径和化学势。特别是，对于半径高达几个相互作用的范围内，我们研究的稳定性的流体相相对于一些晶体状的安排具有对称性的一个定期或半定期多面体。我们发现，虽然量子涨落使系统流体保持在低密度，但在压缩时，它最终会变得不均匀，即，粒子聚集成簇。随着半径的增加，高密度聚集体的性质发生变化，我们观察到不同簇相（“固体”）之间的一系列过渡，其基本原理是最大化簇的配位数，同时确保每个相邻对之间的适当距离。我们认为，至少在我们的平均场描述，每个集群阶段是超固体。
2019-06-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystallization in suspensions of hard spheres: A Monte Carlo and Molecular Dynamics simulation study
亚稳熔体的结晶是凝聚态物理中最重要的非平衡现象之一，几十年来，人们一直采用硬球胶体模型系统对这一过程进行实验观察和计算机模拟。然而，模拟数据和实验成核速率密度之间仍然存在无法解释的差异。本文用分子动力学和蒙特卡罗模拟研究了硬球的成核过程。我们表明，结晶过程是介导的低取向键序的前体，我们的模拟数据相当匹配的实验数据集。
2010-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A new Monte Carlo method to study the fluid-solid phase transition of polydisperse hard spheres
提出了一种新的蒙特卡罗方法来研究多分散体系的流固相变。利用扩展系综，构造了一条连接单分散体系和相应多分散体系的可逆路径。一旦单分散体系的流固共存点已知，就可以通过模拟得到多分散体系的流固共存点。通过对多分散硬球胶体流固相变的模拟，验证了该方法的有效性。这一结果与前人的研究结果一致。
2008-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo Simulation of Long Hard-Sphere Polymer Chains in Two to Five Dimensions
本文利用基于二叉树的蒙特卡罗方法模拟二至五维长硬球聚合物链，通过测量熵和端到端距离标度，验证了其与自回避行走的普适性一致。
2023-03-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrostatics on the sphere with applications to Monte Carlo simulations of two dimensional polar fluids
我们提出了两种方法来解决点电荷和多极球表面上的静电，\textit{i.e.}在空间$\mathcal{S}_{2}$，与应用程序的二维极性流体的数值模拟。在第一种方法中，点电荷与均匀的中和背景相关联以形成中性伪电荷，而在第二种方法中，人们反而考虑双电荷，即相反符号的对跖点电荷的\textit{i.e.}哑铃。建立了在$\mathcal{S}_{2}$中Laplace-Beltrami方程各向同性解的赝电荷和双电荷电势的表达式。赝电荷势和双电荷势的多极展开分别导致单多极和双多极的电势。这些潜在的Laplace-Beltrami方程的非各向同性的解决方案，其中在球坐标系下的一般解决方案是重铸下一个新的吸引人的形式。然后，我们专注于单偶极子和双偶极子的情况下，并建立在$\mathcal{S}_{2}$的电介质理论。我们得到了均匀各向同性极性流体在$\mathcal{S}_{2}$中的静态介电常数随$\mathcal{S}_{2}$子域极化涨落的表达式。在宏观静电场作用下，我们还导出了平衡对关联函数的长程行为。这些理论的发展发现他们的应用在蒙特卡罗模拟的$2D$流体的偶极硬球。一些初步的数值实验进行了讨论，特别强调有限尺寸效应，仔细研究的热力学极限，并检查对关联函数的渐近行为的理论预测。
2015-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Patchy sticky hard spheres: analytical study and Monte Carlo simulations
我们考虑一个硬球轴承一个或两个均匀的圆形粘性补丁，分布，以便不重叠的流体。如果两个球的中心连线与每个球上的一个补丁相交，则两个球通过“粘性”巴克斯特势相互作用，否则通过硬球势相互作用。我们分析的位置的流体-流体的过渡和渗流线的大小的补丁（分数覆盖的球体的表面）和补丁的数量内的维里扩展到第三阶和内的前两个条款（C 0和C1）的一类封闭Cn铰链上的直接关联函数的密度扩展的函数。我们发现，这两条线的位置敏感地依赖于总的粘合剂覆盖率及其分布。在所选择的近似理论中，处理几乎完全是解析的。我们测试我们的研究结果，通过专门的蒙特卡罗（MC）模拟，并发现的关键行为的主要定性特征，以及捕捉尽管低密度微扰性质的封闭。引入各向异性吸引力到模型悬浮液的球形颗粒是第一步更现实的描述球形蛋白质在溶液中。
2007-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hard-sphere melting and crystallization with event-chain Monte Carlo
我们模拟结晶和熔化与本地蒙特卡罗（LMC），事件链蒙特卡罗（ECMC），并与事件驱动的分子动力学（EDMD）在系统中多达一百万个三维硬球。我们说明，我们的实现的三个算法严格符合其平衡属性。然后，我们研究成核的NVE合奏从面心立方晶体到均匀的液相和从液体到均匀的晶体。ECMC和EDMD都比LMC更快地接近平衡数量级。ECMC也明显快于EDMD，特别是对于从高密度的无序初始条件平衡成晶体。ECMC可以平凡地实现硬球和软球的潜力，我们建议这种算法的研究干扰和物理的眼镜，以及无序系统的可能应用。
2015-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Phase Behaviour of Binary Hard-Sphere Mixtures: Free Volume Theory Including Reservoir Hard-Core Interactions
进行了全面的计算，以预测大的球形胶体与小的球形胶体，作为驱逐剂混合的相行为。为此，Lekkerkerker等人[Europhys. Lett. 20（1992）559]用作基础，并被扩展以明确地将胶体耗尽剂的硬球特性包括到自由体积分数的表达式中。考虑到系统和储存器中排除的消耗剂体积，提供了储存器和系统中消耗剂浓度之间的关系，该关系与Dijkstra等人[Phys.Rev.E59（1999）5744]的计算机模拟结果精确匹配。此外，还讨论了尺寸比为q . 0：2通过使用这种新的方法得到证实的模拟结果显着优于早期FVT应用程序的二元硬球混合物。采用数值自由体积法研究了尺寸比为q = 0：4的二元硬球混合物的相图，其中二元间隙固溶体在高密度下形成.在这个尺寸比，所得到的相图是定性不同的硬球和可穿透的depletants从以前的FVT方法，但再次比较以及与模拟预测。
2021-01-28 cond-mat.soft
Nonadditive hard-sphere fluid mixtures: A simple analytical theory
我们构造了一个非微扰的完全解析近似的热力学和非加性硬球流体混合物的结构。该方法本质上在于一个启发式扩展的Percus-Yevick解决方案添加剂硬球。与蒙特卡罗模拟数据的广泛比较显示出一般良好的协议，特别是在类似的径向分布函数的情况下。
2011-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Hard sphere fluids confined between soft repulsive walls: A comparative study using Monte Carlo and density functional methods
硬球流体之间的平行板的距离$D$分开研究了广泛的包装分数，也包括开始结晶，应用蒙特卡罗模拟技术和密度泛函理论。壁排斥具有Weeks-Chandler-Andersen（WCA）势$V_{WCA}(z) = 4 ε[(σ_w/z)^{12}-(σ_w/z)^6 + 1/4]$的硬球（直径为$σ$），范围为$σ_w = σ/2$。我们在很宽的范围内改变强度$ε$，简单的硬墙的情况下也进行了比较。通过改变$ε$，可以改变表面过量堆积分数和壁流体$(γ_{wf})$和壁晶体$(γ_{wc})$表面自由能。实现了几种不同的从蒙特卡罗（MC）模拟中提取$γ_{wf}$和$γ_{wc}$的方法，并比较了它们的精度和效率。使用基本测量泛函的密度泛函理论（DFT）被发现在很宽的填充分数范围内是定量准确的; DFT和MC之间的小偏差附近的流体到晶体的过渡需要进一步研究。我们的研究结果的软壁附近的密度分布可能是有用的解释相应的实验与合适的胶体分散体。
2011-04-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Communication: Inferring the equation of state of a metastable hard-sphere fluid from the equation of state of a hard-sphere mixture at high densities
本文讨论了从高密度硬球混合物状态方程出发，得到亚稳流体区单分散硬球系统状态方程的一种可能的近似途径。该建议是说明使用最近的蒙特卡罗模拟数据的压力的二元混合物。它还显示出高的内部一致性。
2011-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Monte Carlo methods for estimating depletion potentials in highly size-asymmetrical hard sphere mixtures
我们调查蒙特卡罗模拟策略，用于确定有效的（“耗尽”）之间的潜力一对硬球浸没在一个密集的海洋小得多的硬球。两条路线的耗尽潜力被认为是。第一个是基于一个大的领域中存在的其他插入概率的估计，我们描述和比较三个这样的方法。第二条路线利用集体（集群）更新采样的耗尽潜力作为分离的大粒子的函数，我们描述了两种这样的方法。对于这两条路线，我们发现，在高密度的小颗粒的采样效率可以大大提高利用“几何捷径”，集中在一个子集的小颗粒的计算工作。我们描述的所有方法都可以很容易地扩展到通过任意势相互作用的粒子。
2013-06-24 cond-mat.soft
Identification of triangular-shaped defects often appeared in hard-sphere crystals grown on a square pattern under gravity by Monte Carlo simulations
在本文中，我们已经成功地识别了三角形缺陷结构与堆垛层错四面体。这些结构通常出现在重力下以正方形图案生长的硬球（HS）晶体中。到目前为止，我们已经在重力作用下对HS晶体进行了蒙特卡罗模拟。在正方形模板的情况下，没有看到以前在平坦壁上生长的HS晶体中观察到的单个堆垛层错。相反，在$xz$ -和$yz$ -投影中具有三角形外观的缺陷结构是可感知的。我们已经通过逐层查看确定了它们。这些结构被沿着面心立方（fcc）的堆垛层错包围{111}。此外，我们看到孤立的空位和空位-间隙对，我们发现八面体结构被沿着fcc {111}的堆垛层错包围。
2014-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Early stages of aggregation in fluid mixtures of dimers and spheres: a theoretical and simulation study
利用蒙特卡罗模拟和分子流体的参考相互作用位点模型（RISM）理论，研究了由两个大小不同的相切硬单体和硬球组成的二聚体胶体混合物的简单模型。除了空间排斥，这两个物种之间的相互作用，通过方阱吸引力只有小单体和球。最近，我们通过Monte Carlo表征了这种混合物的低温状态，报告了广谱超分子聚集体的自发形成[Prestipino et al，J. Phys. Chem. B，2019，123，9272]。在这里，我们专注于一个制度的温度，在冷却，外观的局部不均匀性第一，聚集的早期阶段，之后，观察。特别是，我们发现的签名聚集在一个低波矢峰的混合物的结构因子的发病，计算的理论和模拟。然后，我们链接的结构信息的微观安排，通过详细的聚类分析的Monte Carlo配置。在这方面，我们设计了一种新的方法来计算最大距离，两个球可以被视为结合在一起，一个关键的问题，在正确识别流体聚集体。RISM理论提供了相对准确的结构和热力学预测相比，蒙特卡罗，但略有退化的性能，局部不均匀相内的流体的进展。我们的研究证明了RISM方法的有效性，作为一个有用的补充数值模拟的合理分析胶体混合物中的聚集特性。
2021-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Improved Quantum Hard-Sphere Ground-State Equations of State
作为全同玻色子硬球系统的数密度的函数的伦敦基态能量公式，针对影响球图像中的一对粒子的约化质量进行了校正，并且推广到具有两个和四个固有自由度的费米子硬球系统，在最终\textit{regular}（或周期性的，例如，面心立方）紧密堆积密度，通常与晶体分支有关。改进的流体分支构造的基础上，精确的，场论微扰理论的低密度膨胀的多玻色子和多费米子系统，适当地外推到中间密度，但其最终的密度是不规则的或\textit{random}最紧密的硬球的经典系统的研究中建议的紧密堆积。结果表明，大大提高了协议与最好的可用的格林函数蒙特卡罗和扩散蒙特卡罗模拟玻色子，以及与阶梯，变分费米超网链，和所谓的L-展开数据的两个组件费米子。
2007-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of Hard Sphere and Spherocylinder Mixtures -- Scaled Particle Theory and Monte Carlo Simulations
本文回顾了标度粒子理论（SPT）在硬粒子混合物热力学中的应用，推导了多组分系统的自由体积分数与化学势、渗透压等关键热力学性质的关系，并通过与蒙特卡洛模拟对比验证了SPT对硬球柱与硬球三元混合物的准确性。
2025-06-30 cond-mat.soft
Density anomaly of charged hard spheres of different diameters in a mixture with core-softened model solvent. Monte Carlo simulation results
最近，已经通过使用蒙特卡罗模拟和积分方程理论[J. Chem. Phys.，2012，137，244502]。我们目前的短期工作的目的是补充这项研究，考虑在同一软核流体模型的混合物中的直径不等的单价离子。具体而言，我们感兴趣的是在三个模型盐溶质，即氯化钠，氯化钾和氯化铷模型的最大密度（TMD）线的温度与离子浓度的变化的分析。为此，我们求助于蒙特卡罗模拟。我们还讨论了对过剩熵的贡献和定容热容对最大密度线温度的依赖关系。此外，还给出了用对分布函数表示的混合物微观结构的一些例子。
2013-12-16 cond-mat.soft
Collisional statistics of the hard-sphere gas
本文研究了处于平衡状态的硬球气体中自由飞行时间和碰撞次数的概率分布函数。与天真的期望不同，后者的数量不遵循泊松统计，即使在稀释限制，这是本分析的重点。相应的偏差都解决了数值和分析。在编写碰撞次数累积量的生成函数的方程时，我们遇到了我们的问题与先前引入的模型之间的完美映射：概率弹道湮灭过程[Coppex等人，E 69 11303（2004）]。我们利用这个类比来构建一个Monte-Carlo算法，能够在合理的计算时间内研究碰撞统计的渐近大时间行为。此外，我们的预测与分子动力学模拟和直接模拟蒙特卡罗技术的结果进行了对比。报告了一个极好的协议。
2008-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solid-solid transition of the size-polydisperse hard-sphere system
用蒙特卡罗模拟研究了多分散硬质球体系的固-固共存。结果表明，当多分散性足够大时，固-固共存状态比单相固体更稳定。这两种共存的固体具有不同的组成分布，但具有相同的晶体结构。此外，有证据表明，固体-固体转变终止于临界点，就像流体-流体转变的情况一样。
2008-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Model Energy Landscapes of Low-Temperature Fluids: Dipolar Hard Spheres
基于偶极硬球流体的热力学，建立了低温流体非高斯能量场的解析模型。通过蒙特卡罗模拟得到了从高温到理想玻璃化转变点的整个激发曲线。偶极硬球的流体在达到理想玻璃化转变点时失去稳定性，通过一级转变成局部以体心四元有序排列的偶极链的柱状液相。
2007-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram of the adhesive hard sphere fluid
使用专门的蒙特卡罗模拟确定Baxter粘性硬球流体的相行为。我们给出了一个详细的说明所使用的技术和目前的数据的流体-流体共存曲线以及参数化的超临界状态方程和渗流阈值。这些性质进行了比较，与现有的结果的Percus-Yevick理论为这个系统。
2004-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spatial distribution of reduced density of hard spheres near a hard-sphere dimer: Results from three-dimensional Ornstein-Zernike equations coupled with several different closures and from grand canonical Monte Carlo simulation
本研究使用三维 OZ 方程耦合多种闭合计算硬球二聚体附近溶剂硬球的约化密度及分布函数，发现引入桥函数使结果更接近 MC 模拟，但在三重分布函数上未必改善。
2023-11-23 cond-mat.soft
Monte Carlo Simulation of Liquid-Crystal Alignment and of Chiral Symmetry-Breaking
我们进行了蒙特卡罗模拟研究分子形状对液晶有序性的影响。在我们的方法中，每个模型介晶由几个软球刚性结合在一起。球的排列可以是直的（代表单轴分子），Z形（代表双轴分子），或香蕉形（代表双轴核分子）。使用这种方法，我们调查的平行脊装饰基板的取向相。我们比较宽和窄的脊间距的结果，并检查附近的基板的本地秩序，并表明我们的结果是一致的朗道理论的预测。我们还研究了双核分子体系中的手征对称性破缺。我们发现了一个手性结晶相以及一个非手性近晶-A相，但不是一个手性近晶-C相。
2001-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo simulation of defects in hard-sphere crystal grown on a square pattern
对重力作用下在正方形图案壁上生长的硬球（HS）晶体进行了蒙特卡罗模拟。虽然以前的模拟是用逐步控制的重力进行的，但在本模拟中，从第一次开始就应用恒定重力。在使用平壁作为底壁的情况下，如果突然施加大的重力，则系统确实多晶化。另一方面，在目前的模拟中，尽管突然施加重力，系统没有多晶化。晶体在正方形上成核，然后向上连续生长，以克服内部的均匀成核，从而得到。缺陷的消失，这已基本上是相同的情况下，与逐步控制的重力，也观察到本案件。具有大水平系统尺寸的方形图案化底壁模拟的特征是存在三角形缺陷，这表明堆叠四面体。
2012-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystalline phases of polydisperse spheres
我们使用专门的蒙特卡罗模拟方法和矩自由能计算提供确凿的证据，致密的多分散球体在平衡分层成共存的面心立方相，随着直径的增加，出现更多的相。我们设法跟踪多达四个共存的阶段。每一种都是分级的：它包含的颗粒尺寸分布比整个系统中存在的颗粒尺寸分布窄。我们还表明，令人惊讶的是，分层过渡可以是几乎连续的，伴随着在许多晶格间距相关的局部颗粒大小的波动。
2010-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competition of percolation and phase separation in a fluid of adhesive hard spheres
结合蒙特卡罗技术，我们找到了粘性硬球的液-气临界点。我们发现，临界点位于凝胶区的相图深处。（约化）临界温度和密度为$τ_c=0.1133\pm0.0005$和$ρ_c=0.508\pm0.01$。我们比较这些结果与现有的理论预测。使用有限尺寸标度分析，我们验证了粘合硬球模型的临界行为是一致的三维伊辛普适类。
2003-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Andersen-Weeks-Chandler perturbation theory and one-component sticky-hard-spheres
本文将二阶Andersen-Weeks-Chandler微扰理论应用于单组分粘性硬球流体。我们比较的结果与平均球近似，Percus-Yevick近似，两个广义Percus-Yevick近似，和蒙特卡罗模拟。
2017-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Cofinement, entropy, and single-particle dynamics of equilibrium hard-sphere mixtures
我们使用不连续的分子动力学和巨正则过渡矩阵蒙特卡罗模拟，探讨如何限制平行硬壁之间的修改之间的关系填充分数，自扩散系数，偏摩尔过剩熵，和总过剩熵的二元硬球混合物。为了实现这一点，我们引入了一个有效的算法来计算偏摩尔过量熵的过渡矩阵蒙特卡罗模拟数据。我们发现，物种依赖的自扩散系数的封闭流体是非常相似的散装混合物，如果在相同的，适当定义的，包装分数到中间值相比，但随后偏离负面的散装行为在较高的包装分数。另一方面，自扩散率和偏摩尔过剩熵（或总过剩熵）之间的关系，在散装流体中观察到的约束下保存，即使在相对较高的包装分数和不同的混合物组合物。这表明，偏摩尔过剩熵，计算从经典的密度泛函理论的非均匀流体，可以用来预测一些非平凡的流体混合物在密闭环境中的动力学行为。
2007-08-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo simulation of growth of hard-sphere crystals on a square pattern
本文用蒙特卡罗模拟方法模拟了硬球在正方形图形上的胶态外延生长。这是先前模拟的延伸;我们观察到收缩的内在堆垛层错通过肖克利部分位错的滑动在倾斜方向上延伸，该部分位错终止于fcc（001）堆垛中的下端[Mori等人，Molec. 105（2007）1377]，这是对为什么胶体晶体中的缺陷被重力减少的问题的回答[Zhu等人，Nature 387（1997）883]。我们解决了以往模拟的不足之处，将fcc（001）堆积的驱动力，即小周期边界模拟箱的应力，改为底部图案的应力。我们已经观察到在这种可实现的条件下堆垛层错的消失。在重力能mgd略小于热能kT的条件下，重心的下沉是平滑的，且为单一的松弛模式。在快照中，四面体结构经常出现，这表明桩断层四面体的形成。
2010-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mesophase formation in a system of top-shaped hard molecules: Density functional theory and Monte Carlo simulation
基于Parsons-Lee密度泛函理论和蒙特卡罗模拟，给出了介晶顶形分子体系的相图。分子被建模为一个硬spherocylinder与硬球嵌入在其中心。研究了五种不同相的稳定性，即各向同性相、近晶相、近晶A相、近晶C相和柱状相。位置有序相位的调查，只有平行对齐的情况下。结果发现，中心的球形单元不稳定的各向同性相，而增加的圆柱体的长度有相反的效果。此外，中心硬球对近晶A相具有强烈的不稳定作用，这是由于分子低效地堆积成层。对于大的硬球单元，近晶A相完全被近晶C结构取代。随着中心单元直径的增加，柱状相首先稳定，但是对于非常大的硬球单元，柱状相再次变得不太稳定。密度泛函的结果与模拟结果吻合得很好。
2011-06-10 cond-mat.soft
A granular fluid modeled as a driven system of elastic hard spheres
我们探索了通过由弹性硬球组成的模型在模拟颗粒气体非弹性冷却的阻力作用下描述颗粒气体主要输运性质的可能性。对Boltzmann方程的直接蒙特卡罗模拟表明，在简单剪切流状态下，非弹性硬球气体的结果与被驱动的弹性硬球气体的结果吻合得很好。利用这两个系统之间的近似等价性，将已知的弹性碰撞动力学模型扩展到非弹性情况。
2003-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Freezing by Monte Carlo Phase-Switch
我们描述了一个Monte Carlo程序，它允许采样的不相交的配置空间与结晶相和流体相，在一个单一的模拟。该方法利用偏置采样技术，以提高网关状态的概率（在每个阶段），这是这样的一个全球开关（到其他阶段）可以实现。平衡凝固点参数可以直接确定;统计不确定性规定透明;和有限尺寸的影响量化系统。该方法是潜在的相当普遍的，我们将其应用到冻结硬球。
2000-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo simulations of the solid-liquid transition in hard spheres and colloid-polymer mixtures
采用恒压下的蒙特卡罗模拟研究了硬球和胶体-聚合物混合物中液-固相变的共存和界面性质。后一种系统被描述为一个单组分的Asakura-Oosawa（AO）模型，其中聚合物的自由度通过一个有吸引力的部分，在胶体-胶体相互作用的有效潜力。对于所考虑的AO模型，聚合物储层填充分数为eta_p^r=0.1，胶体-聚合物尺寸比为q=sigma_p/σ=0.15（其中sigma_p和sigma分别为聚合物和胶体的直径）。非均匀固-液体系的制备方法是将面心立方固相置于矩形模拟箱的中间，与相邻的主体液体形成两个界面。通过分析不同压力和不同系统尺寸下的晶区生长，得到了共存压力p_co，硬球系统的p_co=11.576 k_BT/sigma^3，AO模型的p_co=8.0 k_BT/sigma^3（其中k_B为玻耳兹曼常量，T为温度）。引入了几个序参量来区分固相和液相，并描述界面性质。根据固液界面的毛细波展宽，可以得到（100）晶面的界面刚度，硬球系统的γ =0.49 k_BT/σ ^2，AO模型的γ =0.95 k_BT/σ ^2。
2010-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Equilibrium sampling of hard spheres up to the jamming density and beyond
我们实现和优化的粒子交换蒙特卡罗算法，使我们能够热硬球的多分散系统达到前所未有的大体积分数，其中\revise{previous}算法和实验无法平衡。我们表明，没有玻璃奇点干预前的干扰密度，我们独立地确定通过两个不同的非平衡协议。我们证明了平衡流体和非平衡堵塞态可以具有相同的密度，表明堵塞转变不可能是流体分支的终点。
2016-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Using Fundamental Measure Theory to Treat the Correlation Function of the Inhomogeneous Hard-Sphere Fluid
本文研究了非均匀硬球流体在接触时的关联函数值。这个量在统计缔合流体理论（SAFT）中起着至关重要的作用，SAFT是许多最近发展的经典密度泛函的基础。我们定义了两个平均值的关联函数在接触，并推导出公式，他们每个人从白熊版本的基本测量理论功能，使用假设的热力学一致性。我们测试这些公式，以及现有的两个公式对蒙特卡罗模拟，并发现良好的协议之间的蒙特卡罗数据和我们的平均关联函数。
2012-08-31 cond-mat.soft
Thermodynamics predicts how confinement modifies hard-sphere dynamics
我们研究如何限制平衡硬球流体限制性的一维和二维通道与光滑的相互作用的墙壁修改其结构，动力学和熵，使用分子动力学和过渡矩阵蒙特卡罗模拟。虽然禁闭强烈影响局部结构，自扩散率，过剩熵，和平均流体密度之间的关系，一个很好的近似，独立的通道宽度或颗粒壁相互作用。因此，热力学可以用来预测约束如何影响动力学。
2005-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Efficient Equilibration of Hard Spheres with Newtonian Event Chains
硬球和其他硬颗粒模拟的一个重要任务是通过平衡预测结构。事件驱动的分子动力学是有效的，因为它的牛顿动力学平衡波动与声速。蒙特卡罗模拟是有效的，如果执行相关的位置更新的事件链。在这里，我们结合分子动力学和事件链的核心概念到一个新的算法涉及牛顿事件链。扩散系数，成核速率和熔化速度的测量表明，牛顿事件链优于其他算法。牛顿事件链可以很好地扩展到大系统，并且可以扩展到各向异性硬粒子，而无需近似。
2019-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Event-driven Monte Carlo algorithm for general potentials
我们将事件链蒙特卡罗算法从硬球相互作用扩展到一般势的微正则系综（恒定势能）。这种事件驱动的蒙特卡罗算法是非局部的，拒绝自由，并允许打破细致平衡。该算法使用离散化的势，但其运行速度是渐近独立的离散。我们实现了截断线性势的算法，并讨论了它在连续极限下的可能实现。
2011-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Multithreaded event-chain Monte Carlo with local times
我们提出了一个多线程事件链蒙特卡罗算法（ECMC）硬球。线程在不频繁的断点处同步，否则会扫描局部地平线违规。使用吸收马尔可夫链的映射，我们严格证明了小测试套件的顺序一致性实现的正确性。在x86和ARM处理器上，使用比较和交换原语进行数据访问的C++（OpenMP）实现相对于单线程代码实现了相当大的速度提升。广义的生日问题表明，对于线程的数量缩放为球体的数量的平方根，地平线违反概率保持在一个固定的模拟时间小。我们提供C++和Python开源代码，重现我们所有的结果。
2020-04-23 cond-mat.soft physics.comp-ph
Optimal packing of polydisperse hard-sphere fluids II
我们考虑的后果，保持总表面固定的多分散系统的$N$硬球。与类似的模型（J. Zhang { \it等人}，J. Chem. Phys. { \bf 110}，5318（1999）），Percus-Yevick和Mansoori状态方程工作得很好，没有显示出击穿。对于高压蒙特卡罗模拟，我们显示了三个机械稳定的多分散晶体的单峰或双峰的粒度分布。
2000-04-27 cond-mat.soft
Revisit of interfacial free energy of the hard sphere system near hard wall
我们提出了一个简单的Monte Carlo方法来计算衬底和材料之间的界面自由能。用这种方法研究了光滑硬壁附近硬球流体和固相的界面自由能。根据所得到的液固两相共存的界面自由能和Young方程，我们能够高精度地确定接触角，cos $θ$ = 1：010（31），这表明光滑的硬壁在壁面与硬球流体的界面处可以被硬球晶体完全润湿。
2008-06-23 cond-mat.soft
Magnetization Plateaus of a Double Fullerene Core/Shell Like-Nanostructure in an External Magnetic Field: Monte Carlo Study
本文研究了系统的临界（HC）和饱和（HS）磁场随不同物理参数的变化规律。采用Monte Carlo方法研究了双富勒烯X60核/壳结构的亚铁磁行为，其中X代表任意磁性原子.在伊辛模型的基础上，我们研究了由双球核/壳构成的系统。这两个球包含自旋：核中的$σ=\pm 1/2$被壳中的自旋$S=\pm 1, 0$包围。根据交换耦合、晶场和温度之间的竞争，发现了多种类型的磁化曲线。
2021-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
