Thermomechanical Approach to Calculating Mechanical Stresses in Inhomogeneous Fluids and Its Applications to Ionic Fluids
本文提出基于热力学势不变性计算非均匀流体应力张量的热力学方法，并将其应用于离子流体及矢量序参量流体模型，验证了其稳健性并取得新结果。
2024-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure, phase behavior and inhomogeneous fluid properties of binary dendrimer mixtures
溶液中不同种类树枝状大分子之间的有效对势可以用适当的高斯函数很好地近似。我们发现，在二元树枝状聚合物混合物的有效相互作用的范围和强度强烈依赖于特定的树枝状聚合物的架构。我们考虑两种不同类型的树枝状聚合物混合物，采用高斯有效对势，以确定体相流体的结构和相行为。使用一个简单的平均场密度泛函理论（DFT），我们发现理论和模拟结果之间的一致性很好的体相流体结构。根据混合物，我们发现本体流体-流体相分离（宏观相分离）或微相分离，即，向以无阻尼的周期性浓度波动为特征的状态的过渡。我们还确定了非均匀流体结构的限制在球形腔。同样，我们发现DFT和模拟结果之间的良好协议。对于表现出微相分离的树枝状聚合物混合物，我们观察到相当惊人的斑图形成下的限制。
2005-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inhomogeneous surface tension of chemically active fluid interfaces
我们研究了流体界面的表面张力对第三悬浮相的密度分布的依赖性。通过一个近似模型的二元混合物和微扰的方法，我们推导出封闭的公式的自由能的系统和界面的表面张力。我们的结果表明，一个显着的非单调的表面张力的悬浮相的密度峰值的依赖关系。我们的研究结果还预测了局部值的表面张力的情况下，悬浮相的密度是不均匀的沿界面。
2020-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density functional formulation of the Random Phase Approximation for inhomogeneous fluids: application to the Gaussian core and Coulomb particles
使用绝热连接，我们制定了一个虚构的系统，$h_λ({\bf r},{\bf r}')$，其中$λ$决定的相互作用强度的关联函数的自由能。为了获得$h_λ({\bf r},{\bf r}')$，我们使用Ornstein-Zernike方程，这两个方程构成了一个通用的液态框架，用于处理非均匀流体。由于这两个方程不形成闭集，因此需要近似闭合关系，并且它决定了近似的类型。在目前的工作中，我们研究的随机相位近似（RPA）封闭。我们确定，这种近似是相同的变分高斯近似的框架内得出的场理论。然后，我们将我们的广义RPA近似高斯核心模型和库仑电荷。
2016-01-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dissipation controls transport and phase transitions in active fluids: Mobility, diffusion and biased ensembles
活性流体通过在颗粒水平上不断耗散能量来进行定向运动，产生动力学和相位，而没有任何平衡等效物。新兴的行为已经被广泛研究，但破译如何本地能量通量控制集体现象仍然是一个很大的挑战。我们提供了通用的活动引起的耗散和内部示踪剂的传输特性之间的关系。通过利用积极的波动和无序驱动之间的映射，我们的研究结果揭示了如何本地耗散，在自推进的基础上，通过减少流动性和扩散的粒子约束内部运输。然后，我们采用大偏差的技术来研究当耗散变化时相互作用是如何受到影响的。这使我们揭示了一个微观机制，以促进集群在低耗散，我们也表明集体运动在高耗散的存在。总的来说，这些结果说明了调谐耗散如何为活性流体中的相变提供替代途径。
2020-01-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modified Poisson-Boltzmann equations and macroscopic forces in inhomogeneous ionic fluids
我们提出了一个基于热力学微扰理论的场论方法，并在其中推导出一个大的非均匀离子流体的热力学势作为任意参考流体系统的静电势的函数。我们得到一个修改的Poisson-Boltzmann方程作为Euler-Lagrange方程的功能。应用Noether定理这个功能，我们推导出一个一般的平均场的应力张量与相应的修改后的Poisson-Boltzmann方程一致的表达式。我们推导出一个一般表达式的宏观力作用在介电或导电体浸没在离子流体。特别是，我们推导出一个一般的平均场表达式的分离压力的离子流体在一个狭缝孔隙。我们应用开发的形式主义来描述三个离子流体模型的实际重要性：非极化模型（包括著名的泊松-玻尔兹曼和泊松-费米方程），极化模型（离子携带非零永久偶极子或静态极化率），和模型的离子-偶极子混合物（包括著名的泊松-玻尔兹曼-朗之万方程）。对于这些模型，我们得到修改的Poisson-Boltzmann方程和相应的应力张量，这可能是有价值的不同的应用，其中有必要估计的宏观力作用在电介质或导电体（电极，胶体，膜，{ \it等}）。以及局部静电势（场）和离子浓度。
2022-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Combining integral equation closures with force density functional theory for the study of inhomogeneous fluids
本文提出在力密度泛函理论中结合液态积分方程闭包，无需预知自由能泛函即可研究非均匀流体，拓宽了可探索系统的范围并验证了该方法的准确性与通用性。
2025-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of inhomogeneous rod-like Coulomb fluids
对于由各向异性和各向同性移动电荷的混合物组成的系统，导出了经典配分函数的场论表示，这些移动电荷通过长程库仑和短程库仑相互作用与{ \sl}相互作用.场论，然后解决鞍点近似水平，导致耦合系统的Poisson-Boltzmann和Maier-Saupe方程。显式的解决方案，最终获得了一个棒状的反离子只有系统附近的一个带电的平面壁，推广标准的Gouy-Chapman结果。在具有（Donnan）电势差的润湿层的框架内解释了介电序参量分布、介电密度分布和静电势分布。
2021-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local pressure for inhomogeneous fluids
考虑了平衡态和局部平衡态下非均匀流体中局部压力的定义。热力学和机械（流体动力学）的背景下调和。对存在的问题和不确定性进行了讨论。
2020-08-26 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann method for inhomogeneous fluids
提出了一种基于格子的数值方法来描述非均匀空间条件下简单流体的非平衡行为。从系统的微观描述出发，导出了单粒子相空间分布函数的演化方程。它涉及一系列近似，这些近似类似于非均匀流体理论中所采用的近似，例如密度泛函理论。本方法的优点包括：可以确定模型的状态方程、输运系数，并提供非均匀条件下有效的数值求解方法。该算法是在一个特定的非平衡的情况下，即稳定的硬球流体流过一个狭窄的狭缝。在密度和速度分布中发现了明显的非流体动力学振荡。
2007-12-13 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pattern Formation in the Inhomogeneous Cooling State of Granular Fluids
我们提出的结果，从全面的事件驱动（ED）模拟的非线性斑图形成在自由演化的颗粒气体。特别是，我们专注于在非均匀冷却状态（ICS）的密度和速度场的形态。我们强调ICS的形态和斑图形成的相位有序系统与一个全球保守的序参量之间的强烈的相似性。
2003-02-11 cond-mat.stat-mech
Density functional theory of inhomogeneous liquids. I. The liquid-vapor interface in Lennard-Jones fluids
提出了一个简单的模型，直接关联函数（DCF）的简单流体组成的硬核的贡献，一个简单的参数化的核心校正，和平均场的尾巴。该模型只需要输入均匀流体的自由能，例如，热力学微扰理论。与从Lennard-Jones流体模拟中获得的DCF相比，这表明对于宽范围的密度，这是一个令人惊讶的良好近似。利用该模型建立了非均匀流体的密度泛函理论，并将其应用于汽液界面表面张力的计算。数值计算结果与模拟结果吻合较好。
2007-10-05 cond-mat.stat-mech
Spherical metadensity functional learning for inhomogeneous classical fluids
Universität Bayreuth（拜罗伊特大学）
针对三维球面几何中截断成对相互作用的流体，开发基于神经网络的元密度泛函，通过测试粒子路径利用径向分布函数，实现非均匀结构预测与Henderson反演。
2026-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Neural functional theory for inhomogeneous fluids: Fundamentals and applications
本文结合经典密度泛函理论与深度神经网络学习硬球流体的精确单体直接关联泛函，利用自动微分和泛函线积分获得高阶关联与自由能，并以低成本自洽预测宏观密度分布，精度优于基本测量理论。
2023-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact Generalization of Local Thermodynamics of Inhomogeneous Fluids to Arbitrary Spatial Scales
为了提供一个形式上正确的非均匀流体有效的所有长度尺度下的经典极限，我们假设，所有广泛的数量有当地广泛的类似物。我们推导出局部热力学关系的正则和等温等压系综没有限制的性质，分子间的相互作用。系统的不均匀性导致两个不同的熵的贡献。内禀贡献是由于单个分子所经历的局部环境的特定分布，而外禀贡献则完全源于密度相对于其体积值的局部变化。
2012-04-17 cond-mat.stat-mech
Inhomogeneous fluid of penetrable-spheres: application of the random phase approximation
本工作的重点是将针对非均匀流体导出的无规相位近似（RPA）应用于可穿透球体[Frydel和Ma，Phys. Rev. E 93，062112（2016）]。随着可穿透球体随着相互作用的增加而转变为硬球体，它们为探索RPA、其缺点和局限性、弱耦合极限与强耦合极限提供了一个有趣的案例。本研究采取的两种方案是一个单组分和一个双组分流体与对称的相互作用。在后一种情况下，平均场的贡献被抵消，粒子相互作用的任何贡献都由相关性来解释。在这种情况下，RPA的准确性是某种程度上幸运地取消了错误的结果。
2017-05-15 cond-mat.stat-mech
Correlation function algebra for inhomogeneous fluids
我们考虑变分（密度泛函）模型的流体限制在平行板几何形状（与壁位于平面z=0和z=L分别），并专注于对关联函数G（r_1，r_2）的结构。本文证明了对于局部变分模型，在不同的位置z_1，z_2和z_3，存在两个关于横傅里叶变换G（z_μ，z_v;q）和零阶矩G_0（z_μ，z_v）的非平凡恒等式.这些关系构成了严格限制函数G_0（z_μ，z_v）可能形式的代数。对于在z=L/2平面上平衡的单体（磁化强度/数密度）分布m_0（z）呈现奇或偶反射对称的常见情况，该代数大大简化，并用于将关联函数与有限尺寸的过剩自由能γ（L）联系起来。我们重新推导出非平凡的标度表达式的有限尺寸的贡献，自由能在散装临界和大规模的界面波动存在的系统。扩展到非平面几何形状也被认为是。
1997-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Avidity and surface mobility in multivalent ligand-receptor binding
靶向药物递送依赖于两个物理过程：治疗性颗粒与特定细胞膜上的受体的选择性结合，随后颗粒穿过膜的运输。在这篇文章中，我们解决了一些挑战，在控制这两个过程的热力学和动力学相结合的一个简单的实验系统与统计力学模型。具体来说，我们的特点和模型的胶体颗粒和流体脂质双层之间的多价配体-受体结合，以及膜结合颗粒的表面流动性。我们表明，流体膜内的受体的流动性是结合的热力学和动力学的关键。首先，我们发现粒子-膜结合自由能-或亲合力-是配体-受体亲和力的强非线性函数。我们将非线性归因于结合位点的多价性和流体受体的募集的组合。我们的研究结果还表明，部分包裹的结合颗粒的膜进一步提高亲和力。其次，我们证明了膜结合颗粒的横向流动性也受到受体募集的强烈影响。具体而言，我们发现，膜结合颗粒的横向扩散系数主要由对膜内受体聚集体的流体动力学阻力。这些结果提供了一个多价相互作用的工作理论框架的第一个直接验证。他们还强调，膜的流动性和弹性与配体-受体亲和力在决定附着于膜的小颗粒的结合和转运方面同样重要。
2021-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scattering series in mobility problem for suspensions
本文研究了低雷诺数下球形颗粒在粘性不可压缩流体中的悬浮流动问题。简化了迁移率问题中的散射级数。这种简化依赖于减少散射序列中出现的单粒子散射算子的类型。在我们的公式中，只有一种类型的单粒子散射算子。
2012-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reversal of tracer advection and Hall drift in an interacting chiral fluid
University of Potsdam（波茨坦大学）；Leibniz-Institute for Polymer Research（莱布尼茨聚合物研究所）；Technical University of Dresden（德累斯顿工业大学）；Asia Pacific Centre for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）
针对粒子间相互作用对手性示踪剂动力学的影响尚不明确的问题，通过解析与计算研究发现，相互作用手性流体中的示踪剂在外力下可发生霍尔漂移与平流的完全反转，该现象源于奇数迁移率与相互作用力的共同作用，类似绝对负迁移率。
2025-03-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Clogging, Dynamics and Reentrant Fluid for Active Matter on Periodic Substrates
本研究探讨了周期性障碍物上有源物质圆盘的集体状态，发现活性诱导堵塞、重入流体及方向依赖的堵塞行为，并绘制了不同状态随密度、驱动和活性变化的相图。
2021-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic Density Functional Theory: Entropic Inference and the Equilibrium State of Inhomogeneous Fluids
在熵推论的基础上，建立了密度泛函理论在经典和量子体系中的统一表述。该理论是作为熵推论在非均匀流体热平衡中的应用而引入的。结果表明，当施加有关粒子预期密度的信息时，熵推论再现了密度泛函理论的变分原理。在经典的制度，这一过程引入了一个家庭的试验密度参数化的概率分布，因此，一个试验熵，从中找到首选的最大熵（MaxEnt）的方法。在量子机制中，类似地，该过程涉及引入一族试验密度参数化的密度矩阵，并且因此引入试验熵，使用量子MaxEnt的方法从该试验熵中找到优选的密度矩阵。作为例证，讨论了一些已知的理论近似方案。
2021-12-17 cond-mat.stat-mech
Density Functional Theory of Inhomogeneous Liquids: II. A Fundamental Measure Approach
先前，已经示出了用于Lennard-Jones流体的直接关联函数可以通过硬球的直接关联函数、平均场尾部和构造成再现流体的（已知）体状态方程的芯区域中的简单线性校正的总和来建模（Lutsko，JCP 127，054701（2007））。在这里，这个模型是结合从基本测量理论的想法，建立一个密度泛函理论的自由能。该理论被证明可以准确地描述一系列非均匀条件，包括液-气界面、与硬壁接触的流体以及限制在狭缝孔中的流体。该理论给出了精确的定量预测的表面张力，包括其依赖于潜在的截止。它也服从两个重要的精确条件：直接关联函数与自由能对密度的泛函导数的关系，以及壁定理。
2008-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic equations for space-inhomogeneous aggregating fluids with first-principle kinetic coefficients
本文从第一性原理推导出描述空间非均匀聚集流体的Smoluchowski-Euler方程，给出聚集速率和新动力学系数的微观表达式，并通过数值求解与DSMC对比验证了新理论优于现有唯象理论。
2024-10-22 cond-mat.stat-mech
Theory of thermostatted inhomogeneous granular fluids: a self-consistent density functional description
研究了在高斯热浴作用下，一维硬杆流体在非弹性碰撞中耗散能量的非平衡统计性质，模拟了外部驱动机制。他们表明，描述的流体的基础上的一个粒子的相空间减少的分布函数，在原则上是必要的，因为存在速度依赖的碰撞耗散，可以收缩到一个更简单的描述在配置空间。事实上，通过多时间尺度方法，作者推导出一个自洽的粒子密度分布函数的控制方程。该方程类似于胶体研究中采用的动态密度泛函方程，但包含考虑流体非弹性性质的附加项。这些项不能从Liapunov生成泛函中导出，不仅对弛豫性质有贡献，而且对非平衡稳态性质也有贡献。在一系列的情况下，对分子动力学模拟的理论验证，并发现良好的协议。
2007-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Steady inhomogeneous shear flows as mechanical phase transitions
本文提出用“力学相变”框架，将非局域流体本构关系经积分因子映射为动力系统，以解释剪切条带及固—受剪熔体共存。
2024-11-18 cond-mat.stat-mech
Effect of the reservoir size on gas adsorption in inhomogeneous porous media
我们研究了无序或不均匀的介孔固体中的流体的吸附等温线的相对大小的水库的影响。我们认为这两个原子模型的流体在一个简单的，但结构化的孔，其吸附等温线计算的分子模拟，和一个粗粒度的模型吸附在无序的介孔材料，研究了密度泛函方法在局部平均场近似。在这两种情况下，多孔固体内部的流体与处于相同温度和化学势并且其相对大小可以变化的气体储层交换物质，并且控制参数是多孔样品和储层中存在的分子总数。改变储层和样品的相对尺寸可能会改变滞后等温线的形状，导致与巨正则等温线相比的“重入”行为，当后者显示密度跳跃时。我们将这些现象与亚稳态的组织联系起来，这些亚稳态在给定的化学势或密度下可用于吸附流体。
2008-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Stochastic Resonance in Washboard Potentials
研究了在外力作用下周期势场中过阻尼粒子的迁移率。在摩擦系数随空间变化的非均匀系统中，迁移率表现出随机共振现象。结果表明，至少在非均匀介质中，振荡外场的存在对随机共振的可观性不是必需的。
1999-02-16 cond-mat.stat-mech
Equivalence of two approaches for the inhomogeneous density in the canonical ensemble
在这篇文章中，我们表明，从密度泛函理论的经典流体的正则系综（CE），最近提出的怀特等人[物理评论Lett。84（2000）1220]，等效于由Gonzalez等人[Phys.Rev.Lett. 79（1997）2466]。
2000-09-07 cond-mat.stat-mech
Strong Mobility in Weakly Disordered Systems
研究了弱无序介质中相互作用粒子的输运问题。我们的一维系统包括（i）无序：控制两个相邻晶格位置之间粒子运动的跳跃率是不均匀的，以及（ii）硬核相互作用：每个位置的最大占有率是一个粒子。我们发现，在一个实质性的制度，均方根位移的粒子，σ，超扩散增长与时间t，σ ~（t）^{2/3}，其中是无序强度。在没有无序的情况下，粒子位移是亚扩散的，σ ~ t^{1/4}，因此无序显著地增强了粒子的迁移率。我们解释了这种效应使用缩放参数，并通过数值模拟验证了理论预测。此外，模拟表明，无序通常会导致更强的流动性。
2009-02-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
