Heterogeneous nucleation near a metastable vapour-liquid transition: the effect of wetting transitions
诸如冷冻的相变通常从异质成核开始。研究了结晶相在润湿转变附近的非均匀形核。润湿转变发生在亚稳流体中发生的汽-液转变处或附近。流体相对于结晶是亚稳态的，我们感兴趣的是这种流体相的结晶。在润湿转变时，在与汽相接触的表面处形成厚的液相层。然后，结晶核浸入该液体层中，这降低了成核的自由能垒，从而显着增加了成核率。接近润湿转变的异质成核速率的变化计算系统中，最长范围的力是分散力。
2002-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density-functional theory of a lattice-gas model with vapour, liquid, and solid phases
我们使用经典版本的密度泛函理论在加权密度近似建立整个相图和界面结构的二维格子气模型，这是已知的，从以前的研究，拥有三个稳定的阶段-固体，液体和蒸汽。按照通常的做法，潜在的吸引力的一部分是在一个平均场的方式处理，虽然有不同的处方的固体和流体相。事实证明，与连续统中的类似理论相比，目前的理论质量较差。然而，至少有一些定性的事实被正确地再现了：i）三相的存在; ii）当吸引范围逐渐减小时，液相消失; iii）在三相点温度以下，在共存的固相和气相之间的界面处侵入了一个类似液体的层。
2003-06-30 cond-mat.stat-mech
Improved grand canonical sampling of vapour-liquid transitions
巨正则系综内的模拟是精确研究模型流体中一阶汽液相变的首选方法。这样的模拟通常采用相对于总体数密度偏置的采样，以便克服与混合相态相关联的自由能势垒。然而，在低温和大的系统尺寸下，这种方法在采样效率上遭受急剧减慢。罪魁祸首是几何诱导的过渡（源于周期性的边界条件），其中涉及液滴形状的变化，从球体到圆柱体和圆柱体板。由于总的数密度不能充分区分这些形状，因此它不能作为通过转变进行偏置的序参量。在这里，我们报告两种方法来改善这些困难。第一个引入了一个基于液滴形状的序参量，该序参量产生了从蒸汽到平板状态的过渡路径，其中球形和圆柱形液滴被抑制。第二个简单的偏见相对于在一个tetravelet子体积的系统的数量密度。与标准方法相比，这两种方法都提供了改进的采样，允许估计共存参数和汽液表面张力，用于更大的系统尺寸和更低的温度。
2015-11-24 cond-mat.stat-mech
Water in nanopores. II. Liquid-vapour phase transition near hydrophobic surfaces
通过模拟疏水孔隙中水的共存曲线，研究了弱吸引表面附近的液-汽相变。有一个明显的逐渐密度耗尽的液相附近的表面没有任何趋势，形成一个蒸汽层低于本体临界温度Tc。表面层的序参量与温度的关系符合幂律（rol-rov）~（1 - T/Tc）^β 1，其指数β 1接近于伊辛模型中普通跃迁的临界指数β 1 = 0.82。亚临界区的序参量分布与普通跃迁的行为一致，它们的温度演化受体相关长度的影响。水在超临界温度下的密度分布与空隙的优先吸附所引起的正常转变的行为是一致的。本文讨论了伊辛模型和流体中正常跃迁和普通跃迁之间的关系。
2004-02-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vapour-liquid critical parameters of a $2$:$1$ primitive model of ionic fluids confined in disordered porous media
本文用集合变量法和扩展的标度粒子理论相结合的方法研究了无序多孔介质中离子流体的汽液临界参数。离子流体被描述为一个两个组件的电荷和大小不对称的原始模型，和多孔介质被建模为由硬球障碍物形成的无序矩阵。在固定化合价$2$：$1$的特定情况下，对于不同的基质孔隙率以及对于不同直径的基质和流体颗粒计算共存曲线和相应的临界参数。结果表明，约化临界温度和约化临界密度随微观特征的变化趋势与单价体的变化趋势相似。同时，注意到离子电荷不对称性显著削弱了基质存在的影响。
2018-06-13 cond-mat.stat-mech
Vapour-liquid phase diagram for an ionic fluid in a random porous medium
本文研究了由不带电的硬球粒子构成的无规多孔基质中离子流体的汽液相行为。离子流体被建模为带相反电荷的等尺寸硬球的等摩尔二元混合物，即所谓的受限原始模型（RPM）。考虑到矩阵流体系统作为一个部分淬火模型，我们开发了一个理论方法，结合集体变量的方法与扩展的标度粒子理论（SPT）的硬球流体限制在无序硬球矩阵。该方法使我们能够制定微扰理论使用SPT的热力学描述的参考系。RPM在不同孔隙率的矩阵和不同的矩阵和流体颗粒的尺寸比的相图计算在随机相位近似，也当考虑到离子之间的高阶相关性的影响。这两种近似法都正确地再现了多孔介质对汽液相图的基本影响，即，随着孔隙度的减小，临界点向低流体密度和低温度方向移动，共存区变窄。对于固定的基体孔隙率，随着基体颗粒尺寸的增大，临界温度和临界密度均增大，并趋于体积RPM的临界值。
2016-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Importance of Reference Frame for Pressure at the Liquid-Vapour Interface
局部压力张量是非唯一的，这一事实在欧文·柯克伍德的开创性工作之后的70年里产生了混乱和争论。这种非唯一性通常归因于分子之间的相互作用路径，特别是在界面科学界。在这项工作中，我们重新架构的位置，或参考系，用于测量压力方面的非唯一性的讨论。通过使用一个通用的数学描述的液体-蒸汽界面，我们得到一个参考系，通过时间移动的接口，提供了一个新的洞察力的压力。我们比较了这个瞬时运动的参考系与固定的欧拉参考系。通过这个过程中，我们显示的要求，正常的压力平衡在移动的表面满足表面通量，但需要一个额外的校正项的基础上表面曲率的平均压力的体积。我们的情况下，一个重点的整合路径是在文献中的混乱的原因。使用一个明确的参考系与一个更一般的压力推导澄清了一些问题的唯一性的压力张量，并提供了一个压力张量，这是定义在任何时刻的时间和有效的远离热力学平衡。
2021-07-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The pressure tensor across a liquid-vapour interface
非均匀流体表现出既不均匀也不各向同性的物理性质。压力张量是一个恰当的例子，关键的界面区域的力学描述。Kirkwood和Buff，以及后来的Irving和Kirkwood，基于对平面上压力的分析，得到了一种正式的处理方法[J.G. Kirkwood和F.P.Buff，J. Chem. Phys.，17（3），（1949），J.H.欧文和J.G. Kirkwood，J. Chem.Phys.18，817（1950）]。我们将Irving和Kirkwood的论点推广到波动的非平面表面，并获得压力张量的表达式，该表达式不会被分子尺度上的热波动和相应的毛细波所模糊[F.P. Buff，R.A. Lovett和F.H.小斯蒂林杰物理修订版信函15，621（1965）]。我们观察到出现的表面张力，定义为一个多余的切向应力，正好在整个分割表面的最尖锐的分子分辨率。新的统计力学表达式扩展了目前的治疗波动非均匀系统远离平衡。
2018-04-27 cond-mat.stat-mech
Cross-over between first-order and critical wetting at the liquid-vapour interface of n-alkane/methanol mixtures: tricritical wetting and critical prewetting
平均场论，它描述了最近的实验揭示丰富的润湿行为的正构烷烃/甲醇混合物在液-气界面的基本观察。该理论，定性和部分启发式，是基于微观晶格气体模型，从一个卡恩-朗道方法是蒸馏。除了与分子间相互作用的短程分量相关联的物理之外，还考虑了界面之间的净范德华力的长程尾部的影响。包括弱的长程力，有利于润湿的理论并没有明显改变临界润湿过渡的壬烷/甲醇混合物，与一般的预期，这种系统的一阶润湿，但在良好的协议与实验。对于癸烷/甲醇弱长程力带来的过渡非常接近的预润湿临界点，导致的吸附行为密切联想到短程三临界润湿，实验观察到的烷烃链长在9.6和10之间。最后，对于十一烷/甲醇的过渡显然是一级的。在实验中还观察到一级润湿。
2002-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Freezing and correlations in fluids with competing interactions
我们考虑流体的吸引力的相互作用在距离略大于颗粒尺寸的主导在较大的距离由排斥的贡献。以前的调查之间的吸引力和排斥力的竞争对液体-蒸汽的过渡和相关性的影响扩展到液体-蒸汽相分离相对于冻结的稳定性的研究。我们发现，这种长程排斥的相互作用的一部分扩大了区域的流体-固体过渡抢占的液体-蒸汽之一，使临界点成为亚稳态在更长的吸引力范围比那些所需的纯粹吸引力的潜力。此外，发生在液体-蒸汽临界点附近的大的密度波动被吸引力和排斥力之间的竞争大大增强，并且比吸引力的情况下包含更宽的区域。对于可压缩性较大的状态，相关性的衰减由两个特征长度决定，通常的Ornstein-Zernike图像除了临界点附近之外会崩溃，其中一个长度减少到通常采用的相关性长度，而另一个在有限值处饱和。
2006-03-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stability of nanoparticle laden aerosol liquid droplets
本文提出了含纳米颗粒等非挥发性溶质的气溶胶液滴热力学与蒸发动力学模型，发现此类液滴可达到热力学稳定状态，其平衡尺寸取决于颗粒特性及环境温湿度，并通过晶格和动态密度泛函理论验证了模型预测与液滴稳定性。
2023-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Pair correlation functions and the wavevector-dependent surface tension in a simple density functional treatment of the liquid-vapour interface
利用平方梯度密度泛函理论研究了具有短程相互作用的流体（或类Ising磁体）界面区域的密度-密度关联函数$G({\bf r},{\bf r}')$.采用一个简单的双抛物线近似的体自由能密度，我们首先表明，并行傅里叶变换$G(z,z';q)$和局部结构因子$S(z;q)$分为体和多余的贡献。我们试图解释这两个贡献，推导出一个界面的哈密顿量，其特征在于依赖于波矢的表面张力$σ(q)$，然后重建密度相关的接口位置的相关性。我们发现，标准的交叉准则识别的接口，作为一个表面的固定密度（或磁化），并不能解释分离的$G(z,z';q)$和形式的超额贡献。我们提出了一种替代定义的界面位置的基础上的属性的点之间的相关性，“浮动”与表面，并表明，这描述了完整的$q$和$z$的依赖性的超额贡献$G$和$S$。然而，无论是“交叉标准”，也不是新的“浮动界面”定义的$σ(q)$是直接测量的数量从总结构因子$S^{tot}(q)$，其中包含额外的$q$的依赖性所产生的非局部关系的波动之间的界面位置和局部密度。由于它是总的结构因子，是在实验或模拟测量，我们的结果有早期尝试提取和解释$σ(q)$的影响。
2014-04-11 cond-mat.stat-mech
Limits of structure stability of simple liquids revealed by study of relative fluctuations
我们根据实验声学和热物理数据分析了简单液体的逆约化波动（相对体积波动与其在假设情况下的值的反比，其中物质在相同的温度-体积参数下充当理想气体）沿着液相和气相的共存线。已经确定，该量在接近熔点的区域内具有普适指数特征。这种行为满足平均场（巨正则系综）晶格流体模型的预测，并与流体的恒定平均结构有关，即自由体积的再分布与许多蒸气粒子互补。基于实验的波动参数和自扩散特性之间的互连进行了讨论。这些结果可能为确定实际物质的自扩散和结构性质提供实验方法。
2014-04-25 cond-mat.stat-mech
Binding potentials for vapour nanobubbles on surfaces using density functional theory
我们使用密度泛函理论（DFT）计算一个简单的模型流体与一个平面接触的密度分布，特别是对于有一个蒸汽层侵入之间的壁和散装液体的情况。我们应用Hughes等人的方法[J. Chem. Phys. 142，074702（2015）]来计算在壁处吸附的不同（指定）量的蒸气的密度分布。这相当于改变表面处蒸汽的厚度$h$。从所得到的密度分布序列，我们计算的热力学巨势作为$h$是不同的，从而确定结合势作为$h$的函数。通过这种粗粒化方法获得的结合势使我们能够确定膜中的分离压力，并预测表面上蒸汽纳米气泡的形状。我们的微观DFT为基础的方法捕捉信息的长度尺度比一些常用的模型在连续介质力学小得多。
2019-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density profiles and collective excitations of a trapped two component Fermi vapour
本文讨论了球谐势阱中处于两个超精细态的费米子原子简并蒸汽的基态和小振幅激发。建立了一个运动方程的方法来讨论平均场论之外的流体两组分之间相互作用的流体动力学耗散过程，并强调了与均匀费米液体中自旋动力学和自旋扩散的类比。通过对冷原子杂质的散射建立碰撞制度的条件进行了分析。平衡密度分布，然后计算为40 K原子的两组分蒸汽：它们是由目前相关的系统参数值的相互作用修改很少，但空间分离的两个组件将自发地出现作为陷阱中的原子数的增加。的本征模式的集体振荡的总粒子数密度和浓度密度的分析评估的特殊情况下，对称的两种组分的蒸汽在碰撞制度。在这种情况下，总粒子密度的表面模式的色散关系减少到单组分费米蒸汽的色散关系，而所有其他模式的频率都被相互作用所改变。
1999-09-07 cond-mat.stat-mech
Effect of criticality on wetting layers: A Monte-Carlo simulation study
当暴露于蒸汽时，固体基材可以与蒸汽相互作用，使得在基材表面上形成足够接近于液-汽共存的宏观上厚的液体润湿层。如果这样的润湿过渡发生的二元流体混合物的临界端点附近的分层过渡，临界波动导致额外的长程相互作用（卡西米尔力）内的润湿层，改变其平衡厚度。我们证明了这种效果的蒙特卡罗模拟的润湿层的对称Lennard-Jones二元流体混合物在其临界终点附近。结果表明，该效果也应该在相应的润湿实验中检测到。
1997-11-07 cond-mat.stat-mech
Lattice density-functional theory of surface melting: the effect of a square-gradient correction
我用经典的密度泛函理论在Tarazona的加权密度近似的方法来研究一个二维格子气模型的相图和界面结构的三相-蒸汽，液体，和三角形固体。虽然一个简单的平均场处理的粒子间的吸引力是无法得到一个稳定的液相，正确的相图时，包括一个适当选择的平方梯度项在系统的大电位。在此基础上，进一步研究了从低温到三相点的固-气界面结构。令人惊讶的是，一个新的阶段（而不是液体）被发现在界面处生长，表现出异常长的调制沿界面法线。传统的表面熔化行为恢复只有通过人为地限制对称性可用于密度场。
2003-11-20 cond-mat.stat-mech
Learning the bulk and interfacial physics of liquid-liquid phase separation with neural density functionals
University of Bristol（布里斯托大学）
该研究结合基于模拟的监督机器学习与经典密度泛函理论，训练神经密度泛函用于对称Lennard-Jones混合物，可准确预测相共存、界面张力等特性，证实该对称混合物无润湿转变。
2025-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Measures of Fluctuations for a Liquid Near Critical Drying
我们调查密度波动的液体接近疏溶剂基板在表面临界干燥转变发生。利用经典的密度泛函理论，我们确定了涨落的空间范围和强度的三个度量，即，局部可压缩性$χ_μ(z)$、局部热敏感性$χ_T(z)$和折合密度$χ_*(z)$ ; $z$是距衬底的距离。虽然第一种方法经常使用，但第二种和第三种方法是最近由Eckert等人提出的，物理修订版信函125，268004（2020）。对于临界干燥制度的状态点，所有三个措施，每个规模由其散装值，表现出非常相似的形式和比例的$χ_T(z)$ $χ_μ(z)$，固定$z$在汽液过渡区，是恒定的。使用表面热力学的缩放处理，我们表明，这种行为是预期的一般理由。
2022-03-22 cond-mat.stat-mech
Vapor-liquid equilibrium (VLE) properties versus critical exponent theory - on new approximate mathematical approach to determine the critical exponent value of the vapor-liquid coexistence curve
本文提出了一种新的计算临界点附近汽液平衡曲线的严格数学方法，该方法适用于确定共存曲线系统临界指数值的范德瓦尔斯方程和迪特里奇方程。我们解释了汽液平衡曲线的临界指数值可以看作是基于经典假设-平均场论的结果的类比。我们的方法的新颖性已被暴露在比较的标准热力学极限在文献中讨论透彻和广泛。
2015-10-30 cond-mat.stat-mech
Progression of Phase Behavior for a Sequence of Model Core-Softened Potentials
本文给出了具有外势阱和排斥内肩的光滑对势的一系列相图。凝聚相共存曲线位于使用自由能计算。液-汽平衡是用多正则方法得到的。随着外阱深度的增加，固体中出现了简单六边形到紧密堆积的过渡，导致熔化曲线的斜率不连续。对于较深的井，简单的六边形熔化温度相对于压力表现出最大值。预测的亚稳同构转变的发病进行了研究。它表明，这并不坚持到过冷液体。讨论了这些结果对过冷水模型的适用性。
2005-10-24 cond-mat.stat-mech
Driven-dissipative many-body systems with mixed power-law interactions: Bistabilities and temperature-driven non-equilibrium phase transitions
研究了具有幂律相互作用的驱动耗散自旋系综的非平衡动力学。我们表明，动态相变以及双稳态可以出现渐近范德华相互作用，但严重依赖于存在一个较慢的衰减的潜在核心。在引入随机粒子运动，我们表明，一个有限的气体温度可以驱动一个相变的自旋自由度，并最终导致在高温极限的平均场行为。我们的工作调和对比观察最近的实验与里德伯原子在冷气体和热蒸汽域，并介绍了一个有效的理论框架，在后者的制度。
2016-02-26 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Equilibrium and non-equilibrium fluctuations in a glass-forming liquid
玻璃形成液体在其玻璃化转变附近显示出强烈的波动-动力学不均匀性。通过数值模拟一个二元Weeks-Chandler-Andersen液体和改变温度和时间尺度，我们调查的概率分布的两种局部波动的非平衡（老化）制度和平衡制度，并发现他们是非常相似的两个制度和跨温度。我们还观察到，当适当地重新缩放，集成的动态磁化率是非常弱的依赖于温度和非常相似的两个制度。
2008-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Casimir-like Forces in Liquid Mixtures
在这封信中，我们考虑一个液体混合物之间的两个热传导壁受到一个固定的温度梯度。在单组分液体中，非平衡波动力仅出现在液体层内部，而在混合物中的非平衡波动在壁上引起Casimir样力。物理原因是温度梯度通过Soret效应引起大的浓度波动。与温度波动不同，非平衡浓度波动也存在于理想导热壁附近。波动引起的Casimir力的大小与Soret系数的平方成正比，并且与混合的热量和体积的浓度依赖性有关。
2015-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Non equilibrium mode coupling theory for supercooled liquids and glasses
本文导出了描述经典液体和玻璃中非平衡现象的一组形式上精确的方程。借助于非平衡投影算子，用记忆函数和随时间变化的集体频率表示了关联函数和涨落传播子。这正式精确的方程组近似通过应用模式耦合近似的记忆功能。所得到的一组方程的波矢关联函数，波动传播和一次性的结构因子$S_q(t)$推广了众所周知的模式耦合理论的玻璃化转变的情况下远离平衡。
1999-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Probing a liquid to glass transition in equilibrium
我们使用计算机模拟来研究一个简单的玻璃形成流体的静态特性，其中有限部分的粒子的位置已被冻结。通过探测液体的独立配置之间的重叠的平衡分布，我们发现强有力的证据表明，这种随机钉扎诱导玻璃化转变。在低温下，我们的数值结果是一致的存在一个随机的一阶相变舍入有限尺寸效应。
2013-01-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
From equilibrium to non-equilibrium statistical mechanics of liquids
本文探讨如何将经典液体平衡统计力学关系推广至非平衡条件，并结合玻璃与凝胶形成液体的流变及黏弹性质开展第一性原理应用研究。
2024-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium concentration fluctuations in binary liquids with realistic boundary conditions
由于热非平衡系统中自发涨落的空间长程性质，它们受涨落流体力学变量的边界条件的影响。在本文中，我们考虑的液体混合物之间的两个刚性和不透水的平板与一个固定的浓度梯度，通过Soret效应的温度梯度。对于具有大的路易斯数的液体混合物，我们能够获得显式的解析表达式的非平衡浓度波动的强度作为波动的频率$ω$和波数$q$的函数。此外，我们阐明了非平衡Casimir效应的非平衡波动的强度的空间依赖性。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Universality in Driven and Equilibrium Hard Sphere Liquid Dynamics
我们证明了范霍夫动力学对关联函数的时间演化是由绝热力所产生的自由能和由范霍夫函数的流动引起的超绝热力。超绝热力包括阻力、粘性和结构贡献，如发生在活性布朗粒子、剪切下的液体和车道形成混合物中。对于硬球液体，我们提出了一个功率泛函理论，预测这些普遍的力场与我们的布朗动力学模拟结果定量一致。
2021-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
