Thermodynamic consistency of liquid-gas lattice Boltzmann simulations
格子玻尔兹曼模拟在模拟液-气和其他多相流体系统方面已经非常成功。然而，运动方程的基本二阶分析长期以来一直被认为不足以一致地导出表示扩展界面所必需的四阶项。这些相同的项也负责热力学一致性，即获得具有恒定化学势和恒定压力的真正平衡解。在这篇文章中，我们提出了一个平衡分析的非理想格子玻尔兹曼方法足够的顺序，以确定那些高阶项，导致缺乏热力学一致性。然后，我们介绍了一个一致的强迫方法。
2006-08-22 cond-mat.soft
Roughness gradient induced spontaneous motion of droplets on hydrophobic surfaces: A lattice Boltzmann study
通过三维格子Boltzmann模拟研究了液滴动力学上的柱密度的逐步变化的效果。对于相同的柱密度梯度，但不同的柱排列，在梯度区的运动以及完全逮捕观察。在移动的情况下，液滴速度与纹理梯度近似线性地成比例。提供了一个简单的模型，再现所观察到的线性行为。该模型还预测了液滴速度对表面张力的线性依赖关系。这一预测是明确证实，通过我们的计算机模拟范围广泛的表面张力。
2009-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Phase transition in liquid crystal elastomer - a Monte Carlo study employing non-Boltzmann sampling
本文采用非BoltzmannMonteCarlo方法研究了液晶弹性体的各向同性向列相转变。我们考虑一个晶格模型的液体弹性体和Selinger-Jeon-Ratna哈密顿占液晶单元之间的均匀/非均匀的相互作用，相互作用的局部向列相与全局应变，并与非均匀的外部场和应力。我们发现，当当地董事强烈耦合到全球应变的过渡是强烈的一阶，过渡软化时，耦合变得较弱。随着耦合强度的降低，相变温度降低.此外，我们发现，特别是在强耦合和低温下，该阶与整体应变呈非线性关系。
2006-11-08 cond-mat.soft
A lattice Boltzmann model for self-diffusiophoretic particles near and at liquid-liquid interfaces
介绍了一种新的基于多相多组分格子玻尔兹曼方法的介观计算模型，用于模拟存在液-液界面的自泳粒子。我们的模型具有完全解析的溶剂流体动力学，由于其多功能性，它可以处理多物理问题的重要方面，包括颗粒润湿性和产品在两个液相中的溶解度差异。该方法在简单的数值实验中得到了广泛的验证，其结果在理论上是可预测的，然后应用于研究界面附近和界面处捕获的活性粒子的行为。我们发现，它们的运动可以通过调整相关的控制参数，如泳动迁移率，接触角和产品的溶解度不同地转向。
2022-02-03 cond-mat.soft physics.comp-ph
Sampling the Liquid-Gas Critical Point with Boltzmann Generators
Sapienza University of Rome（罗马大学）；CNR Institute of Complex Systems（复杂系统国家研究所）
本研究通过玻尔兹曼生成器探索液体-气体临界点，展示其在捕捉临界行为和跨相图状态外推的能力，同时指出其在小系统规模下的局限性。
2026-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anyonic defect braiding and spontaneous chiral symmetry breaking in dihedral liquid crystals
二面角（“$k$ -活性”）液晶（DLC）是表现出$k$ -折叠离散旋转和反射对称性的微观组成颗粒的集合体。二维$k$型DLC可以包含分数拓扑电荷$\pm m/k$的点缺陷，这是对双液晶中半整数缺陷的推广。从一个通用的微观模型出发，我们得到了一个统一的流体动力学描述的DLCs与对齐或反对齐的短程相互作用的Ginzburg-Landau和Landau-Brazovskii-Swift-Hohenberg理论的一个普遍的复杂的序参数场。在此框架的基础上，我们证明了在粒子和连续模拟绝热编织协议，通过适当的边界条件实施，可以模拟任意离子交换行为在经典系统。平均场论的解析解和模拟进一步预测了反取向DLC中一种新的自发手征对称性破缺跃迁，与粒子模拟中观察到的模式定量一致。
2021-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloids in liquid crystals: a lattice Boltzmann study
我们提出了一种混合格子玻尔兹曼算法来模拟液晶基质中胶体粒子的流体动力学。为了验证我们的算法，我们研究了静态和微观流变学的胶体在一个方向盘，切向锚定的导演场在颗粒表面，我们确认的理论和实验表明，拖曳力在一个方向盘是显着的各向异性。然后，我们应用我们的方法来考虑的情况下，一个胶体内的一个锚，并与正常的锚定在表面。我们表明，通过调整颗粒尺寸和间距之间的比例，它是可以控制周围的颗粒的缺陷配置，并稳定新的8字形或高度扭曲的回路接近胶体表面。
2011-02-10 cond-mat.soft
Screening of a macroion by multivalent ions: A new boundary condition for Poisson-Boltzmann equation and charge inversion
被认为是一个大离子的多价抗衡离子的筛选。结果表明，离子在宏观离子表面形成强关联液体。这种液体的内聚能导致抗衡离子对表面的强烈额外吸引。远离表面，这种吸引力被考虑到一个新的边界条件的泊松-玻尔兹曼方程。对带电平面和长圆柱，用新的边界条件求解了该方程。对于圆柱体，Onsager-Manning理论失去了它的普适性，使得圆柱体的视电荷比他们的理论预测的要小，并且取决于其裸电荷。它也可以消失或改变符号。
1999-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pattern Formation in Phase-Separating Gels with Spontaneous Shear
我们研究了凝胶中同时发生相分离和取向有序的斑图形成。采用具有密度-各向异性耦合的非线性弹性极小模型进行了二维数值模拟。对于强正耦合，塌陷相沿着相边界和双折射伸长，产生具有成对拓扑缺陷的折叠结构。对于负耦合，溶胀相的软弹性导致液-液相分离中的液滴形态。讨论了它们在水溶性液晶凝胶中的可能实现。
2002-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling and spontaneous symmetry restoring of topological defect dynamics in liquid crystal
拓扑缺陷-局部顺序不匹配的位置-是一个普遍的概念，在物理学和其他领域研究的各种系统中发挥着重要作用，包括宇宙，各种凝聚态系统，最近甚至是生命现象。其中，液晶已经成为通过可视化研究拓扑缺陷的平台，然而，解决动态演变的奇异拓扑缺陷的三维结构一直是一个挑战。在这里，我们报告了一个直接的共聚焦观察的液晶缺陷线，称为向错，放松从电驱动的湍流状态。我们特别关注重连，这种线缺陷的特点。我们发现了一个标度律的面内重联事件，重联向错之间的距离减少的时间的平方根重联。此外，我们表明，显然是不对称的动力学的重新连接向错实际上是对称的共动框架，在显着的对比，其不对称性的二维对应建立。我们认为，与实验支持，这是因为积极有利的对称扭曲配置，向错自发采取，由于拓扑结构，允许旋转的绕组轴。我们的工作说明了一个一般机制，这种自发的对称性恢复，可能适用于超越液晶，这可能会发生，如果拓扑不同的不对称缺陷在较低的维度成为同胚在较高的维度，如果对称的中间是积极有利的。
2022-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetically engendered sub-spinodal length scales in spontaneous dewetting of thin liquid films
非滑动，可变粘度不稳定的液体薄膜均匀基板上的自发去湿的数值模拟揭示存在亚亚旋节尺度通过形成卫星孔，一个标记的成核去湿和/或异质基板，在去湿的后期阶段，如果液体粘度不断降低，随着膜厚度的减小。这些电影也显示了既定的签名的滑动膜，如更快的破裂和平坦的形态在早期阶段，即使没有调用任何滑移。
2014-03-11 cond-mat.soft
Simulations of strongly phase-separated liquid-gas systems
格子玻尔兹曼模拟的液体-气体系统被认为是限制在适度的密度比小于10。在这篇文章中，我们表明，降低声速，同样重要的是，界面的压力的贡献允许晶格玻尔兹曼模拟，以实现1000或更高的密度比。我们还提出了明确的表达式的参数区域中的方法给出准确的结果的限制。有两种不同的极限现象。第一个是本体液相的稳定性。这种考虑是特定于格子玻尔兹曼方法的。第二个是适用于任何扩散界面方法的界面离散化的一般参数。
2006-08-22 cond-mat.soft
Simulations of inertial liquid-lens coalescence with the pseudopotential lattice Boltzmann method
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (IET-2)（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
本文采用伪势格子玻尔兹曼方法，研究了不同接触角下低粘性液体液滴合并的动力学，揭示了桥体高度与半径增长的非线性到线性转变特性。
2025-12-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Steady-state hydrodynamic instabilities of active liquid crystals: Hybrid lattice Boltzmann simulations
我们报告的混合格子玻尔兹曼（HLB）模拟的流体动力学的活性液晶夹在限制壁与各种锚定条件。我们确认存在一个被动相和主动相之间的过渡，其中有自发流动的稳定状态。在流动取向液晶的情况下，对于足够“可伸展”的棒，以及对于流动翻滚材料的情况下，对于足够“可收缩”的棒，可以实现这种转变。在一个准一维的几何形状，在流动对齐材料的活动阶段的深处，我们的模拟给出了滞后和历史相关的稳定状态，以及自发带状流的证据。相反，流动翻滚的材料会重新排列，只有两个边界层处于稳定状态。具有周期性边界条件的二维模拟显示了额外的不稳定性，自发流动表现为由“对流卷”组成的模式。这些结果表明一个显着的丰富性（包括依赖于锚定条件）的活性材料的稳态相行为，即使在没有外部强迫，他们没有对应的被动向列相。我们的HLB方法，它结合了格子玻尔兹曼的动量输运与有限差分格式的序参量动力学，提供了一个强大的和有效的方法，用于探测复杂的流体动力学行为的活性向列相。
2007-08-15 cond-mat.soft
A generalised lattice Boltzmann algorithm for the flow of a nematic liquid crystal with variable order parameter
本文描述了一种格子Boltzmann（LB）格式，它恢复了Qian-Sheng提出的具有张量序参量的液晶流体力学方程。将标准介观LB标量密度推广为一个张量，并从该介观密度的适当矩中恢复出宏观动量、密度和张量序参量.一个单一的格子玻尔兹曼方程与方向相关的BGK碰撞项，与额外的强制项恢复的反对称项的应力张量。本文给出了一个Chapman Enskog分析，证明了在六阶各向同性格点上，Qian-Sheng格式是恢复的。该方法进行了验证，对分析结果的数量的情况下，包括流动对齐的顺序张量和Miesowicz粘度的存在下，一个对齐的磁场。该算法准确地恢复的序参量的预测变化中存在的对齐流，和磁场。
2002-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Lattice Boltzmann simulations of liquid flilm drainage between smooth surfaces
通过接近胶体球并测量所产生的拖曳力来探索表面的流体动力学边界是一种常见的实验技术。然而，许多参数如润湿性和表面粗糙度影响结果。在实验中，它们不容易分离。为了更深入地了解这种表面效应，需要一种工具来预测不同表面特性的影响。在本文中，我们提出了计算机模拟的基础上的格子玻尔兹曼方法的球体浸没在牛顿液体。我们表明，我们的方法是能够重现的理论预测平坦和非相互作用的表面。为了提供高精度的模拟结果，有限尺寸效应的影响必须得到很好的控制。因此，我们研究所需的系统大小和分辨率的球体的影响，并证明，已经适度的计算资源允许误差保持在1%以下。
2010-11-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Irreversible Boltzmann samplers in dense liquids: weak-coupling approximation and mode-coupling theory
该研究针对稠密液体玻尔兹曼采样加速问题，通过弱耦合分析与非平衡模耦合理论，探究横向成对力对三维简单液体动力学的加速效应，揭示了加速增益与输运系数、温度的关联，且理论结果与数值结果吻合。
2024-04-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competing interactions near the liquid-liquid phase transition of core-softened water/methanol mixtures
水是一种独特的物质，具有一长串的热力学、动力学和结构异常，这些异常通常归因于分子间相互作用中两个特征长度尺度之间的竞争。人们一直认为，潜在的液-液相变（LLPT）结束于液-液临界点（LLCP）的水的异常行为的核心。这种转变，已被证明在多个模拟研究似乎是抢占实验自发结晶。在这里，为了暴露在过冷制度中观察到的LLPT附近的自发结晶，和密度异常之间的连接，我们进行了广泛的分子动力学模拟的模型混合物的核心软化水和甲醇。类纯水流体表现出LLPT和密度异常。相比之下，我们的纯甲醇类模型确实有一个LLPT，但缺乏密度异常。我们的研究结果说明了密度异常的消失和自发结晶的温度增加之间的关系：一旦这个温度超过LLCP的临界温度，没有密度异常观察。这种奇特的特征说明了如何微调的竞争相互作用决定了水/酒精混合物的异常行为。
2020-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Poisson-Boltzmann cell model for heterogeneously charged colloids
本文介绍了具有非均匀表面电荷分布的球形胶体粒子的泊松-玻尔兹曼胞腔模型。这个模型是通过推广现有的细胞模型均匀带电的胶体球的混合物。我们的新模型与昂萨格的液晶第二维里理论具有相似的特征，但如果没有位置有序，它就没有取向有序。这意味着，相对于平移自由度为液体状的不均匀带电胶体的所有相相对于颗粒取向也是各向同性的。
2009-07-07 cond-mat.soft
Simulating liquid-vapor phase separation under shear with lattice Boltzmann method
利用Shan-Chen格子Boltzmann模型研究了剪切作用下的汽液两相分离。除了流变特性外，我们还分析了由于界面两侧流体的切向速度差而引起的Kelvin-Helmholtz（K-H）不稳定性。我们还讨论了液滴的生长行为。靠近壁的区域是层状有序的，其中流体动力学效应占主导地位。在大部分的系统的图案是近各向同性的，其中畴生长的结果主要来自扩散机制。界面张力和K-H不稳定性使近壁处的液带易于破裂。当剪切速率增大时，由于上游蒸发与下游凝结的不等价性以及表面张力的作用，液滴斜向伸长。较强的对流使材料颗粒的转移更容易，从而使液滴变得更大。
2009-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Lattice Boltzmann simulations of stochastic thin film dewetting
我们数值研究了热涨落和可变的流体-基底相互作用对薄液膜自发去湿的影响。为此，我们使用最近开发的格子玻尔兹曼方法的薄液膜流动，配备了适当设计的随机项。虽然它是已知的，热波动产生较短的破裂时间，我们表明，这是一个亲水性基板的一般特征，无论接触角。然而，确定性和随机破裂时间之间的比率随着$θ$而减小。最后，我们讨论的情况下波动的薄膜去湿化学图案化基板和它的依赖形式的润湿性梯度。
2021-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Domain growth in cholesteric blue phases: hybrid lattice Boltzmann simulations
本文介绍了一种求解胆甾相液晶运动方程的混合格子Boltzmann算法。该方法包括在耦合的纳维-斯托克斯方程的格子Boltzmann求解器的有限差分方法来解决的动态方程的液晶序参量的演变。我们应用这种方法来研究的生长的蓝相畴，在一个结晶相。我们专注于蓝色相II的生长和薄板的几何形状，其中畴壁是平坦的。我们的研究结果表明，根据手性，生长的蓝相是BPII没有或很少的缺陷，或与六方有序的另一种结构。我们希望我们的模拟将刺激进一步的实验研究在微米尺寸的蓝相样品的淬灭。我们的混合晶格玻尔兹曼方案可以处理的计算量表明，新一代蓝相液晶器件的大规模模拟是触手可及的。
2009-01-21 cond-mat.soft
Many-body attractions do not stabilize gas-liquid phase separation in aqueous dispersions of charged colloids within the Poisson-Boltzmann framework
Utrecht University（乌得勒支大学）
通过机器学习构建多体势，发现泊松-玻尔兹曼计算中三体吸引力被更高阶排斥抵消，无法驱动带电胶体气液相分离。
2026-09-21 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann kinetic modeling and simulation of thermal liquid-vapor system
提出了一种高效的格子Boltzmann（LB）动力学模型。三个关键组成部分如下：（i）Kataoka \emph{et al.} [Phys. Rev. \textbf{69}，035701（R）（2004）]的离散速度模型;（ii）Gonnella \emph{et al.} [Phys. Rev. EPDMATHABMP，036703（2007）]的旨在描述界面应力并恢复范德华状态方程的强迫项$I_{i}$;以及（iii）由我们的小组[Phys. Rev. \textbf{84}，046715（2011）]提出的用于求解空间导数的加窗快速傅立叶变换（WFFT）方案及其逆方案，以及用于求解LB方程中的时间导数的二阶Runge-Kutta（RK）有限差分方案。该模型通过著名的基准测试进行了验证和确认。从本模型恢复的结果与先前的结果[Phys. Rev. \textbf{84}，046715（2011）]或理论分析一致。由于采用了更少的离散速度、高阶RK算法和16阶精度的WFFT格式，使得模型的效率提高了约$10$倍，精度也有所提高。
2014-03-15 cond-mat.soft
Spontaneous Motion of Liquid Droplets on Soft Gradient Surfaces
本研究探讨了液滴在交联梯度软凝胶上的自发运动，发现其由表面能差异驱动，可克服重力爬坡，为软耗散界面液滴控制提供新方法。
2025-01-28 cond-mat.soft
Spontaneous Cholesteric Phase in Ferroelectric Nematic Liquid Crystals: Preference for Integer Number of Pitches
Department of Physics, Advanced Materials and Liquid Crystal Institute, Kent State University（肯特州立大学物理系、先进材料与液晶研究所）
研究发现，在有限厚度的铁电向列相液晶中，静电相互作用可诱导自发胆甾螺旋，其pitch被锁定为整数倍细胞厚度。
2025-07-04 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann modeling of cholesteric liquid crystal droplets under an oscillatory electric field
我们数值研究了准二维胆甾相液晶液滴在随时间变化的电场中以恒定角速度旋转的动力学行为。还引入了位于液滴界面处的表面活性剂以防止液滴聚结。动力学建模的混合数值方法，其中一个标准的格子玻尔兹曼技术解决了纳维-斯托克斯方程和有限差分格式集成的液晶和表面活性剂的演化方程。我们的研究结果表明，一旦该领域被打开，液晶旋转相干触发并发轨道运动的两个液滴围绕对方，由于动量转移到周围的流体的效果。此外，拓扑缺陷，从内的液晶的冲突取向的下降，表现出一个混乱的胆甾类运动与高间距，在对比度与规则的一个发生沿向列型下降中观察到的圆形轨迹。发现这种行为取决于所施加的场的大小和频率以及液晶在液滴界面处的锚定。通过测量流体和液滴在不同频率的外加场下的角速度来定量评估这些发现。
2023-03-10 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Wetting boundaries for ternary high density ratio Lattice Boltzmann Method
我们扩展了最近提出的三元自由能晶格玻尔兹曼模型与高密度对比度，将润湿边界在固体壁。这些方法是基于强制和几何方案，与实施优化三元（更一般的高阶多组分）模型。每种方法的优点和缺点都通过进行静态和动态测试来解决，包括取代气相的液体的毛细管填充动力学，以及液滴的训练的自推进运动。此外，我们测量动态角，并表明滑移长度关键取决于平衡值的接触角，以及它是否属于液-液或液-气界面。这些结果验证了模型模拟固体边界附近复杂三元流体动力学问题的能力，例如跌落冲击被润滑层覆盖的固体基底。
2019-04-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastic response of a nematic liquid crystal to an immersed nanowire
我们使用格子玻尔兹曼算法来求解全三维流体动力学方程，研究了铁磁纳米线在液晶中的浸没。我们提出了一个算法，包括移动边界，模拟纳米线，在格子玻尔兹曼模拟。指向矢在导线上施加一个力矩，该力矩随导线与指向矢场平衡方向之间的夹角线性增加。通过这些纳米线的旋转，可以确定纳米线的弹性常数。
2006-10-02 cond-mat.soft
Dynamics of a thin liquid film with surface rigidity and spontaneous curvature
刚性表面上的薄液膜，这是服从润滑近似的动力学的影响被认为是。它示出的层的Helfrich能量引起额外的条款中的时间演化方程的液膜。动力学被发现依赖于自发曲率的绝对值，无论其符号。由于附加项的存在，可以观察到一种新的刚性界面有限波长不稳定性。此外，还讨论了液滴形状对抗弯刚度和自发曲率的依赖性。
2011-01-11 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
Monovalent Ion Condensation at the Electrified Liquid/Liquid Interface
X射线反射率的研究表明，一价离子的水和1，2-二氯乙烷的电解质溶液之间的带电界面处的冷凝。在较高的界面电势下，标准泊松-玻尔兹曼（Gouy-Chapman）理论对离子分布的预测与这些数据不一致。从泊松-玻尔兹曼方程，它包含了一个非单调的离子特定的平均力的潜力的计算是在良好的协议与数据。
2010-06-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
A Lattice Boltzmann Model of Ternary Fluid Mixtures
介绍了一种模拟油-水-表面活性剂混合物的格子Boltzmann模型。该模型基于具有两个标量序参量的Ginzburg-Landau自由能。扩散和流体动力学运输包括在内。结果表明，表面活性剂如何扩散到油-水界面，从而降低表面张力，导致自发乳化。乳化速率取决于三元流体的粘度。
1998-06-19 cond-mat.soft
An enthalpy-based multiple-relaxation-time lattice Boltzmann method for solid-liquid phase change heat transfer in metal foams
采用多重弛豫时间格子Boltzmann方法研究了局部热非平衡条件下泡沫金属固液相变传热问题。MRT-LB方法由三种不同的MRT-LB模型组成：一种是基于广义非达西模型的流场模型，另两种是基于LTNE模型的相变材料（PCM）和泡沫金属温度场模型。通过求解相变材料和泡沫金属的能量方程同时得到液相分数，隐式跟踪了移动的固-液相界面。本方法有几个显著的特点。首先，与以往的研究相比，本文方法避免了迭代过程，保留了标准LB方法的固有优点，在精度和计算效率方面优于迭代方法。其次，采用体积LB格式代替反弹格式，实现了界面区和固相区的无滑移速度条件，这与实际情况是一致的。最后，采用MRT碰撞模型，通过增加自由度，可以有效地减少固液相变引起的跨相界面的数值扩散。数值试验表明，该方法可以作为研究泡沫金属强化固液相变储潜热传热的一种准确、有效的数值工具。最后，通过比较和讨论，为该方法的实际应用提供了有益的信息。
2017-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Simulation of Capillary-Driven Kinetics with Multi-Phase-Field and Lattice-Boltzmann Method
提出了一种基于多相场和格子玻尔兹曼方法的固体颗粒在毛细力作用下运动的联合计算方法。通过与毛细管桥连接的两个有限延伸平行板运动的解析解的比较，分析了该方法的精度。然后，该方法被用来调查通过毛细管桥连接的多个球形固体的动力学。连接的球体的液体的量是不同的，并由此产生的液体形态对它们的动力学的影响进行了研究。结果表明，该方法适用于研究液相烧结过程，其中包括相变和毛细驱动的刚体运动。
2020-04-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Curling Liquid Crystal Microswimmers: a cascade of spontaneous symmetry breaking
我们报告卷曲自推进常见的介晶化合物的水乳液。向列型液晶液滴在浓度高于临界胶束浓度的表面活性剂溶液中自推进，同时经历胶束增溶。我们分析了Hele-Shaw几何形状和可变浮力的3D设置中的轨迹。微滴内部的指向矢场和对流场之间的耦合导致了第二次对称破缺，从而引起二维卷曲运动。这是通过加热到各向同性相的非螺旋持续游动的可逆过渡来证明的。此外，自趋化性可以自发地打破反转对称性，导致螺旋轨迹。
2016-05-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermodynamics and hydrodynamics of spontaneous and forced imbibition in conical capillaries: A theoretical study of conical liquid diode
该研究通过热力学与流体动力学理论分析，推导锥形毛细管自发、强制吸液的临界条件与时间标度律，证实锥形毛细管可实现液体单向导通，即具备液体二极管功能。
2022-04-22 cond-mat.soft
A lattice Boltzmann method for thin liquid film hydrodynamics
基于格子玻尔兹曼方法，提出了一种新的薄膜流动数值模拟方法。我们概述了该方法的基本特点，显示在预期的薄膜方程恢复的限制，并进行验证测试。数值方案适用于粘性Rayleigh-Taylor不稳定性的薄膜和蔓延的座滴向其平衡接触角配置。我们表明，Cox-Voinov定律是满意的，并正确捕获的效果，可调滑移长度的基板上。然后，我们解决的问题，液滴在斜面上滑动，发现毛细管数与邦德数成线性比例，与实验结果一致。最后，我们展示了该方法处理异质和复杂系统的能力，通过展示控制去湿的薄膜上的化学结构的基板。
2019-08-30 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulations of anisotropic particles at liquid interfaces
复杂胶体流体，例如由复杂形状颗粒稳定的乳液，在许多工业应用中起着重要作用。然而，了解它们的物理学需要在足够大的长度尺度上进行研究，同时仍然解决大量粒子和局部流体力学的微观结构。由于其高度的局部性，格子玻尔兹曼方法，当结合分子动力学求解器和现代超级计算机上并行化，提供了一个工具，允许这样的研究。尽管如此，在数十万个核心上运行模拟并不是小事。我们报告我们的实际经验时，采用大部分的IBM蓝色基因/P系统为我们的模拟。然后，我们扩展我们的模型，在多组分流的各向异性椭球体对象渲染的形状，例如粘土颗粒的球形颗粒。该模型被应用到一些测试情况下，包括在流体界面处的单个颗粒的吸附和皮克林乳液或bijels的形成和稳定。
2012-03-27 cond-mat.soft cs.DC physics.flu-dyn
A unified framework for dynamic density functional and Lattice Boltzmann methods
利用动力学理论和液态理论的方法，我们提出了一个分子流体的非平衡行为的描述，它考虑到它们的微观结构和热力学性质。目前的工作代表了一种替代最近的动态密度泛函理论，它只能处理胶体流体，并不倾向于描述分子流体的流体动力学行为。该方法是基于一个适当的修改的玻尔兹曼传输方程的相空间分布，并提供了一个详细的描述的局部结构的流体和非均匀条件下的传输系数。最后，我们提出了一个实用的方案来解决数值和有效的动力学方程采用离散化过程中使用的类似的格子玻尔兹曼方法。
2009-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lattice Model of an Ionic Liquid at an Electrified Interface
我们研究离子液体与带电界面的相互作用。离子流体被建模为库仑格子气。我们比较了使用一个流行的修改后的泊松-玻尔兹曼方程与显式蒙特卡罗模拟计算的离子密度分布。修正的Poisson-Boltzmann理论未能捕捉到双电层的结构特征，也无法正确预测带电界面处的离子密度。晶格蒙特卡罗模拟定性地捕获连续介质中双层的粗粒结构。我们提出了一个卷积关系，半定量地涉及连续离子液体和其晶格对应物附近的带电界面的离子密度分布。
2017-12-19 cond-mat.soft
Modelling nematohydrodynamics in liquid crystal devices
我们制定了一个格子玻尔兹曼算法，解决了流体力学运动方程的液晶。该方法的适用性证明了两个液晶设备，其中流量有一个重要的作用，发挥开关的结果。
2002-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscous to inertial coalescence of liquid lenses: a lattice Boltzmann investigation
本研究采用颜色梯度晶格玻尔兹曼方法开展大规模并行模拟，突破了液体透镜聚结数值模拟的参数范围局限，明确了二维与三维下黏性、惯性区域连接桥的增长标度律，与理论相似解吻合良好。
2023-06-14 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Rheological effects in the linear response and spontaneous fluctuations of a sheared granular gas
研究了定常均匀剪切流状态下稀颗粒气体温度均匀小扰动的衰减。利用基于非弹性Boltzmann方程的动力学理论，导出了微扰衰减的封闭方程。该方程包含了含时剪切流状态下气体的广义剪切粘度，因此预测了准弹性限度以外的流变效应。将理论计算结果与分子动力学模拟结果进行了比较，两者吻合较好。此外，昂萨格假设的回归波动是履行。
2012-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlling spontaneous emission in inertial and dissipative nematic liquid crystals: the role of critical phenomena
我们开发了一个严格的，场论的方法来研究的自发发射在惯性和耗散液晶液晶，揭示了另一种应用程序的大规模Stueckelberg规范理论来描述这些系统中的临界现象。这种方法不仅可以揭示相变在液晶中自发发射中的作用，而且可以对超材料领域当前科学和技术感兴趣的现实向列相中的量子发射进行定量预测。具体来说，我们预测，可以开关和关闭量子发射在液晶中通过改变温度的附近的晶体到晶体的相变，为惯性和耗散的情况下。我们还预测从第一性原理的临界指数的值，表征这样的过渡，我们表明，不仅是独立的惯性或耗散动力学，但也是在良好的协议与实验。我们确定了发射器的偶极矩相对于抑制自发发射的定向器的取向，为实现所发射的辐射的方向性铺平了道路，该结果可以应用于可调谐光子器件，例如超表面和可调谐光源。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Spontaneous ordering of magnetic particles in liquid crystals: From chains to biaxial lamellae
使用蒙特卡罗（MC）的计算机模拟，我们探索的自组装和有序行为的混合，软磁系统组成的小磁性纳米球在液晶（LC）矩阵。最近的实验与胶体棒矩阵的启发，我们专注于球和棒的直径是可比的条件。已经在没有磁场的情况下，LC的顺磁有序可以稳定沿着顺磁或近晶指向矢的磁链的形成，产生具有局部（但没有宏观）磁有序的状态。链，反过来，增加了整体的有序性，反映了复杂的相互作用的结构形成的两个组成部分。增加球的直径的自发单轴订购被取代的双轴层状形态，其特征在于由交替层的棒和垂直于棒的董事取向的磁链。这些新的排序方案在零场表明复杂的反应所产生的混合外部刺激，如磁场和剪切力。
2015-03-28 cond-mat.soft
Ferri- and Ferro-Electric Switching in Spontaneously Chiral Polar Liquid Crystals
本研究发现首个自发手性铁电向列相分子的极性近晶中间相为螺旋形且织构形态因热历史变化，两种手性相均有场诱导相变，近晶相首次呈现伪亚铁电开关，螺旋形成含一级和二级相变。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spontaneous Liquid Crystal and Ferromagnetic Ordering of Colloidal Magnetic Nanoplates
铁磁流体是铁磁纳米颗粒在水或有机溶剂中的胶体悬浮液。分散的颗粒是随机取向的，但如果施加磁场，它们的磁矩会对齐，从而产生各种奇异的和有用的磁机械效应。长期以来的兴趣和挑战是使这种悬浮液宏观上是铁磁性的，即在没有场的情况下具有均匀的磁对准。在这里，我们报告了一个流体悬浮液的磁性纳米片，自发地排列成一个平衡的液晶液晶相，也是宏观铁磁性。它的零场磁化产生独特的磁自相互作用效应，包括排列在闭合通量环中的流体块域的液晶纹理，并使该相位高度敏感，即使在地球的磁场中也会急剧改变形状。
2016-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Corner transport upwind lattice Boltzmann model for bubble cavitation
为了研究静止和剪切流体中的空泡空化问题，引入了一个描述二维（$2D$）流体服从van der Waals状态方程的三阶等温格子Boltzmann（LB）模型.在大正方形格子上（直到$6144 \times 6144$节点），采用角点输运迎风（CTU）数值格式求解了16个速度的非格子模型中分布函数的演化方程。数值粘性和正则化的模型进行了讨论，第一和第二阶CTU计划发现，后者的选择可以获得一个非常准确的相图的非理想流体。在静止的液体中，本模型允许恢复$2D$ Rayleigh-Plesset方程的解决方案，为增长的汽泡。在剪切液体中，我们调查的总气泡面积，气泡变形和气泡倾斜角的演变，为各种值的剪切速率。无因次变形系数$D$和毛细数$Ca$之间的线性关系被发现在小$Ca$，但与平衡液体不同的因素。观察到$Ca \gtrsim 0.2$的非线性状态。
2018-02-05 cond-mat.soft physics.comp-ph
Lattice-Boltzmann Model of Amphiphilic Systems
建立了一个用于研究油水表面活性剂混合物动力学的格子Boltzmann模型。该模型，这是基于一个单一的，标量序参量的两亲性系统的金兹伯格-朗道理论，然后被用来计算油-水界面的波动模式的光谱和自发乳化的油和水从两相共存到层状相淬火后。与一些分析结果的比较表明，该模型提供了一个准确的描述的静态和动态行为的两亲性系统。
1998-06-22 cond-mat.soft
Interface Width and Bulk Stability: requirements for the simulation of Deeply Quenched Liquid-Gas Systems
观察到具有扩展界面的液-气系统的模拟不能给出准确的结果，原因有两个：界面可以“卡住”在晶格上，或者在界面周围产生密度过冲。在第一种情况下，取决于初始条件，堆积密度可以取一定范围的值。在第二种情况下，不准确的堆积密度被发现。在这篇通讯中，我们推导出的最小界面宽度所需的精确模拟的液化气系统的扩散界面。我们证明了这个标准的晶格玻尔兹曼模拟的范德瓦尔斯气体。当将该标准与体稳定性的预测相结合时，我们可以预测导致稳定和准确的模拟结果的参数范围。这使我们能够确定导致超过1000的高密度比的参数范围。这是尽管事实上，格子玻尔兹曼模拟的液体-气体系统被认为是限制到适度的密度比小于20。
2007-06-11 cond-mat.soft
Modelling of nematic liquid crystal display devices
一个格子玻尔兹曼计划提出恢复的动力学的双折射和手性液晶，该方法基本上给出了解决方案的钱生方程的演化的速度和张量序参数场。所得到的算法是能够包括五个独立的Leslie粘度，Landau-deGennes自由能，引入三个或更多的弹性常数，温度依赖的序参量，表面锚定和粘度系数，挠曲电和顺序电和手性。当与用于与电场相关联的麦克斯韦方程组的解算器结合时，该算法能够为液晶显示器提供完整的“器件解算器”。耦合格子玻尔兹曼方案被用来捕捉的快速动量和缓慢的导演运动的计算效率的方式的演变。所示的方法给出的结果与分析结果的一些验证的例子。该方法的使用说明通过模拟的缺陷的运动在顶点的双折射液晶设备。
2006-02-17 cond-mat.soft
Mesoscopic lattice Boltzmann modeling of flowing soft systems
引入了一个多组分格子Boltzmann模型，该模型考虑了不同组分间的短程排斥作用和同类分子间的中短程吸引/排斥作用.这些复合相互作用之间的相互作用产生了丰富的配置动态的密度场，表现出许多功能的无序的液体分散体（微乳液）和软玻璃状材料，如长时间的松弛由于笼效应，异常增强粘度，老化的影响下，适度的剪切和流动超过临界剪切速率。
2008-07-28 cond-mat.soft
Ferroelectric Smectic C Liquid Crystal Phase with Spontaneous Polarization in the Direction of the Director
本研究通过旋转磁取向样品的二维X射线衍射构建三维倒易空间，证实此前在铁电近晶A相低温区发现的未知相为指向矢方向具自发极化的铁电近晶C相，为液晶相分类增添新类型，推动软物质基础研究。
2024-08-18 cond-mat.soft
Coupling Lattice Boltzmann and Molecular Dynamics models for dense fluids
我们提出了一种混合模型，耦合格子玻尔兹曼和分子动力学模型，用于稠密流体的模拟。时间尺度和长度尺度通过使用迭代Schwarz区域分解算法解耦。MD和LB制剂通过在界面处的速度和速度梯度的交换进行通信。我们在模拟液态氩流过和穿过碳纳米管的流动中验证了当前的LB-MD模型。与现有的混合算法和参考MD解决方案的比较证明了本方法的有效性。
2006-10-27 cond-mat.soft
