Finite-size scaling investigation of the liquid-liquid critical point in ST2 water and its stability with respect to crystallization
水的液-液临界点假设存在两个亚稳液相-低密度液体(LDL)和高密度液体(HDL)-在过冷区域的深处。这一假说起源于ST 2水模型的计算机模拟,但LDL相相对于晶体的稳定性仍有争议。我们模拟过冷ST 2水在恒定的压力,恒定的温度和恒定的分子数N为N<=729和时间高达1000纳秒。我们观察到两种液体之间的结构和动力学的明显差异。使用几种方法,包括有限尺寸标度,我们确认存在的液-液相变结束在一个临界点。我们发现,LDL是稳定的,相对于我们的运行98%的晶体(我们执行372运行LDL或LDL样状态),并在我们的运行100%的两个最大的系统大小(N=512和729,其中我们执行136运行LDL或LDL样状态)。在所有这些运行中,微小的微晶生长,然后在1000 ns内熔化。仅对于N<=343,我们观察到在微晶达到约70+/-10个分子的估计临界尺寸之后的六个自发结晶事件(对于LDL或LDL样状态超过236次运行)。
2013-02-07 cond-mat.soft
Scaling of liquid-drop impact craters in wet granular media
结合高速摄影与激光轮廓术,我们研究的动力学和形态的液滴在湿颗粒介质的冲击成坑-一个普遍存在的现象,许多重要的地质,农业和工业过程。通过系统地研究重要的变量,如冲击能量,撞击液滴的大小和颗粒床中的液体饱和度,我们发现了一种新的缩放的大小的冲击坑。我们表明,这种缩放可以解释考虑之间的平衡的碰撞液滴的惯性和冲击表面的强度。这种理论上的理解证实,独特的能量分配最初提出的液滴在干颗粒介质中的冲击成坑也适用于在湿颗粒介质中的冲击成坑。此外,我们表明,压应力,而不是剪切应力,控制颗粒的冲击坑。我们的研究丰富了一般颗粒撞击坑的图片,揭示了熟悉的现象,雨滴的颗粒介质的影响。
2015-10-27 cond-mat.soft
Thermodynamic Scaling of the Viscosity of Van Der Waals, H-Bonded, and Ionic Liquids
粘度和它们的温度,T,和体积,V,依赖性报告7分子液体和聚合物。结合文献粘度数据为5其他液体,我们表明,叠加的弛豫时间为各种玻璃形成材料时,表示为TV^g的函数,其中的指数g是一个材料常数,可以扩展到粘度。后者通常测量到比相应的弛豫时间更高的温度,证明了整个过冷和更高的T制度的热力学缩放的有效性。给定液体的g值主要反映了分子间力的大小(例如,排斥势的陡度);因此,我们发现从范德华流体到离子液体的g减小。对于强氢键材料,如低分子量聚丙二醇和水,由于化学结构(氢键度)随热力学条件的非平凡变化,叠加失败。
2006-07-24 cond-mat.soft
Direct Test of Supercooled Liquid Scaling Relations
不同的材料类别表现出几乎相同的行为时,粘性冷却到玻璃化转变,这表明一个共同的理论基础。由于涉及的时间尺度范围非常大,已经提出来描述随温度演化的第一性原理标度律还没有得到适当的测试。我们使用了七种不同的测量方法,以确定在13个十年的时间范围内,在跨越液体到玻璃态的温度范围内的原型分子玻璃形成的结构弛豫动力学。对于所研究的材料,我们的研究结果包括一个全面的验证的两个标度关系,是中央的过冷液体动力学是否可以普遍描述的基本问题。所展示的超宽带力学测量在高分子科学、微物理、多功能材料等领域具有基础和实际应用。
2017-01-05 cond-mat.soft
Density Scaling of the Dynamics of Vitrifying Liquids and its Relationship to the Dynamic Crossover
关于玻璃形成的一个中心问题是什么控制了淬火液体的动力学停滞-冷却减少了分子克服局部势垒所需的热能,而伴随的体积收缩促进了分子拥挤和拥塞(从而改变了电势)。最近的实验结果表明,热能和密度都对玻璃化液体的温度依赖性有显著贡献。在这里,我们表明,缩放(叠加)的玻璃态附近的弛豫时间,通过将它们表示为温度和比容的函数,导致通常的脆性曲线的修改,从而可以合理化的差异在偏离阿克里乌斯行为的程度。更有趣的是,弛豫特性的特征变化(即,动态交叉(dynamiccrossover)),发生在液体-玻璃转变之上,显示与叠加弛豫数据的相同函数有关。
2004-12-21 cond-mat.soft
Hidden scale invariance in molecular van der Waals liquids: A simulation study
报道了两种粘性分子模型液体--邻三联苯的Lewis-Wahnstrom模型和不对称哑铃模型--的分子动力学模拟结果。我们表明,液体有一个“隐藏”的近似标度不变性:平衡势能波动准确地描述了逆幂律(IPL)的潜力,径向分布函数准确地再现的IPL的,径向分布函数服从IPL预测的标度性质,以一个很好的近似。IPL缩放的动态也适用-与平衡波动预测的标度指数。相反,状态方程不服从IPL标度。我们认为,我们的结果是一般的范德瓦尔斯液体,但不适用,例如,对于氢键液体。
2009-09-18 cond-mat.soft
Structure and scaling laws of liquid/vapor interfaces close to the critical point
为了更深入地了解流体界面,有必要确定一个有意义的粗粒化长度,将内在波动与毛细波动分开,因为后者缺乏适当的统计力学定义。在这里,在无监督学习技术的帮助下,我们引入了一种基于流体局部密度的新长度尺度。这个长度尺度遵循一个标度律,在接近临界点时,它比整体相关长度发散得更温和。这允许区分制度的相关和不相关的毛细波从内在波动。
2022-01-03 cond-mat.soft
Density Scaling and Dynamic Correlations in Viscous Liquids
我们使用最近提出的方法[Berthier L.; Biroli G.;布绍; Cipelletti L.; El Masri D.; L'Hote D.;拉迪厄·F.;皮尔诺·M Science 2005,310,1797.]以从线性介电响应函数的导数获得4点动态关联函数的近似。对于四种液体在一定的压力范围内,我们发现,动态相关的分子,Nc的数量,只取决于弛豫时间的大小,独立的温度和压力。这一结果与弛豫时间恒定时弛豫色散形状的不变性和弛豫时间的密度标度性质一致,并意味着Nc也符合相同的标度行为。对于碳酸亚丙酯和salol Nc成为常数与方法的Arcadius政权,与预期的分子间非合作松弛的统一的值一致。
2009-08-27 cond-mat.soft
Thermodynamic interpretation of the scaling of the dynamics of supercooled liquids
最近发现的弛豫时间的标度律tau=f(T,V^g),其中T是温度,V是比容,是通过对最初由Avramov [I]提出的玻璃化转变动力学的熵模型的修正而导出的。Avramov,J. Non-Cryst. Solids262,258(2000).]。在这种修改的熵计算的替代路线,同时保留近似的热容量是恒定的T和P.所得到的表达式的弛豫时间与T和V的变化被示出,以准确地拟合实验数据的几个玻璃形成液体和聚合物在一个扩展的范围内,包括动态交叉。从这个分析,这是有效的任何模型,其中的弛豫时间是一个函数的熵。我们发现标度指数g可以用Gruneisen常数来表示。
2006-05-11 cond-mat.soft
Comment on "Experimental Evidence for a State-Point-Dependent Density-Scaling Exponent of Liquid Dynamics"
最近Sanz et al. [A. Sanz,T. Hecksher,H. W.汉森,J.C. Dyre,K. Niss和U.R. Pedersen,Phys. Rev. Lett. 122,055501(2019).]报道了四甲基-四苯基-三硅氧烷(DC 704)的标度指数γ随温度变化;即,并不是一个物质常数。这一发现与之前发表的关于这种化合物和100多种其他液体和聚合物的结果不一致。Sanz等人的结果来自于他们对低温下弛豫时间的压力依赖性的测量,该压力依赖性随着压力的增加而变弱。这样的结果是非物理的,并且与所有已知液体的行为相反。我们重新测量了DC 704的这种压力依赖性,发现它在研究范围内是线性的。因此,Sans等人的结论是不正确的; DC 704的γ与状态点无关,与其他简单液体和聚合物一致。
2019-04-02 cond-mat.soft
Dynamic heterogeneity of glass-forming liquids in the density scaling regime
最近对高压测量数据的分析表明,动力学不均匀度(χ_4)^max一般不可能是结构弛豫时间τ的单变量函数。对于广泛的一类真正的和模型的过冷液体,其中的分子动力学服从密度标度法至少到一个很好的近似,我们认为,重要的长度和时间尺度之间的关系,表征分子运动的玻璃化转变附近的密度因子控制。如果幂律密度标度对结构弛豫时间和动力学不均匀度都有效,我们发现该因子是密度幂,其指数是τ和(χ_4)^max之间观察到的解耦的度量。然后,该度量可以通过幂律密度标度指数之间的差异来量化,该指数通常对于τ和(χ_4)^max是不同的。
2013-07-19 cond-mat.soft
Breakdown of diffusivity-entropy scaling in colloidal glass forming liquids
玻璃是一种失去流动能力的液体。为什么这种特殊的物质在动力学上经历了急剧的减速,而在冷却时在结构上与流体状态几乎没有区别,这构成了玻璃化转变物理学的中心问题。在这里,我们实验测试的途径动力学减慢在玻璃$\textrm{-}$形成的液体,由椭球体或二进制球形胶体。与旋转运动相反,在平移运动中扩散系数和过量熵之间的指数标度被揭示为由于玻璃效应而在令人惊讶的低面积分数($ϕ_\textrm{T}$)处破裂。在$ϕ_\textrm{T}$,反常的双旋耦合增强,自由能景观的地形变得崎岖。基于$ϕ_\textrm{T}$与脆性之间的正相关性,$ϕ_\textrm{T}$的测量提供了一种预测液体松弛的新方法,同时避免了在高密度区域所需的平衡时间的禁止性增加。我们的研究结果突出了玻璃化熵在玻璃化转变中的作用。
2018-05-22 cond-mat.soft
Isochronal superposition and density scaling of the $α$-relaxation from pico- to millisecond
利用非相干中子散射同步介电谱研究了两种范德华键合和一种氢键键合分子液体的弛豫动力学随压力和温度的变化。的动态研究的α弛豫时间从纳米到毫秒的范围内,主要是在平衡液体状态。在这个范围内,我们发现,等时叠加和密度标度工作不仅为两个范德华液体,但也为氢键液体,虽然后者的密度标度指数小得多。密度标度和等时叠加被认为是打破分子内动力学时,它是从$α$ -松弛在时间上与以前的观察密切一致分子动力学模拟。
2018-09-07 cond-mat.soft
Density scaling of the diffusivity in viscous liquids: Identification of the scaling exponent with the pressure derivative of the isothermal bulk modulus
基于改进的状态方程,假设等温体积模量随压力线性增加,重新审视了早期导出的粘性液体的密度缩放扩散率函数[Phys. Rev. E 79,032501(2009)]。在不对标度指数和Gruneisen参数之间的相互关系作任何假设的情况下,证明了标度指数与等温体积模量的压力导数是一致的.我们进一步讨论可能的标度指数和Gruneisen参数之间的互连。
2009-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density-Temperature-Softness Scaling of the Dynamics of Glass-forming Soft-sphere Liquids
软球和硬球流体之间的动态等效原理[Phys. Rev. \textbf{68},011405(2003)]被用于描述改变密度n、温度T和柔软度(由柔软度参数ν^{-1}表征)对玻璃形成软球液体的动态的影响的相互作用。主要的预测是,这些系统的动力学参数,如α弛豫时间和长时间自扩散系数,仅通过约化密度n^ \ast \equiv nσ^{3}_{HS}(T,ν)依赖于n,T和ν,其中有效硬球直径σ_{HS}(T,ν)是确定的,例如,由Andersen-Weeks-Chandler条件得到的软球-硬球结构等价性。在最近的模拟中观察到的一些缩放特性,涉及玻璃形成流体与排斥短程相互作用被发现是这个一般的动态等效原理的直接表现。胶体动力学的自洽广义朗之万方程(SCGLE)理论被证明可以准确地捕捉这些标度规则
2011-07-11 cond-mat.soft
Density scaling as a property of strongly correlating viscous liquids
我们解决了最近的一个猜想,根据这个猜想,如果液体是“强相关的”,即,粘性液体的弛豫时间$τ$服从密度标度($τ=F(ρ^γ/T)$,其中$ρ$是密度),在平衡维里和势能波动之间几乎100%相关[Pedersen { \it et al.},PRL { \bf 100},011201(2008)]。两个模型液体-一个不对称哑铃模型和Lewis-Wahnström OTP模型-的计算机模拟证实了这一猜想,并表明标度指数$γ$可以准确地预测从平衡波动。
2008-06-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Equation of State for Supercooled Water Near the Liquid-Liquid Critical Point
本文建立了一个描述和预测过冷水热力学性质的参数化状态方程。的状态方程,建立在越来越多的证据表明,存在的临界点的过冷液体液态水分离,是普遍的理论标度领域,并被证明属于伊辛模型类的普遍性。理论标度场被假定为物理场、压力和温度的解析组合。状态方程使我们能够准确地定位“Widom线”(稳定性最小值的轨迹),并确定临界压力大大低于计算机模拟预测的。
2006-09-19 cond-mat.soft
Scaling properties of critical bubble of homogeneous nucleation in stretched fluid of square-gradient density-functional model with triple-parabolic free energy
本文用三次抛物线自由能的平方梯度密度泛函模型研究了拉伸液体中的均匀气泡成核,以检验临界气泡形成功作为标度欠饱和度$Δμ/Δμ_{\rm spin}$的函数的标度规则,即未饱和液体与饱和液体之间的化学势差$Δμ$除以液体旋节线与饱和液体之间的化学势差$Δμ_{\rm spin}$。与我们的研究相反,Shen和Debenedetti [J. Chem. Phys. { \bf 114},4149(2001)]对Lennard-Jones液体的类似密度泛函研究发现,不仅形成功,而且与临界气泡相关的其他各种量都显示出标度规则,然而,我们在我们的模型中几乎没有发现共存附近的标度关系。虽然有些量在旋节线附近显示出几乎完美的标度关系,但形成功除以从经典成核理论推导出的值表明,即使在旋节线处形成功正确地消失,在该模型中也没有标度。此外,临界气泡并没有像多年前预测的那样在旋节线附近显示出任何异常。特别是,我们的模型并没有显示发散的界面宽度在旋节线,这是由于这样的事实,即压缩性保持有限,直到我们的抛物模型达到旋节线。
2008-08-07 cond-mat.soft
Estimating the density-scaling exponent of a monatomic liquid from its pair potential
本文研究了具有强维里势能关联的单组分对势液体密度标度指数的密度依赖性的两种计算方法。第一个猜想给出了密度标度指数的解析表达式直接在对势。第二个猜想是这个猜想的一个改进版本,它涉及到从对-关联函数中确定的最可能的最近邻距离。通过对三个体系的模拟,其中一个体系是标准的Lennard-Jones液体,对密度标度指数的两个公式进行了检验。虽然两个表达式都给出了定性正确的结果,但第二个表达式更准确。
2014-03-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat capacity of dense liquids: A link between two-phase model and melting temperature scaling
Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院高温联合研究所)
本文通过两相模型揭示了液体刚性参数的尺度不变性如何自然导出广义Rosenfeld-Tarazona标度,从而建立比热容与熔点温度标度之间的联系。
2025-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Density scaling of the diffusion coefficient at various pressures in viscous liquids
基础热力学和早期的弹性固态点缺陷模型[P. Varotsos和K。Alexopoulos,Phys. Rev B 15,4111(1977); 18,2683(1978)]被用来制定描述粘性液体中扩散系数的密度标度的解析二阶多项式函数。函数参数仅由标度指数确定,标度指数与Gruneisen常数直接相关。在不同压力下得到的密度标度扩散系数等温线在一条唯一的主曲线上崩溃,与最近Lennard-Jones粘性液体的计算机模拟结果一致,[D. Coslovich和C.M. Roland,J.Phys.Chem.B112,1329(2008)]。
2009-03-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Penetration depth scaling for impact into wet granular packings
我们目前的实验测量的渗透深度的影响球到润湿颗粒介质。我们观察到,在液体饱和的情况下的渗透深度的比例与弹丸密度,尺寸和下降的高度在一种方式与干燥的情况下观察到的缩放一致,但渗透深度到饱和填料往往较小。这一结果表明,对于所观察到的冲击能量的范围,阻止力是由床内的颗粒之间的静态接触力设定的,并且液体的存在主要用于增强这些接触力。阻止力的增强对液体分数具有复杂的依赖性,伴随着液滴高度依赖性的变化,这必须是伴随间隙中液相构象变化的结果。
2015-01-25 cond-mat.soft
Correlation of the scaling exponent of the diffusivity-density function in viscous liquids with their elastic properties
基本概念和固态点缺陷弹性模型被用来制定粘性液体的扩散率密度标度函数。它被证明在一个简单的方式,描述的扩散率的密度标度的标度指数,与等温体积模量的压力导数。
2010-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Smectic ordering in liquid crystal - aerosil dispersions II. Scaling analysis
液晶提供了许多独特的机会,研究各种相变与连续对称的存在下淬火随机无序(QRD)。QRD产生于无规凝胶网络形式的多孔固体的存在。实验和理论工作支持这样的观点,即对于固定(静态)夹杂物,准长程近晶秩序被破坏为任意小体积分数的固体。然而,多孔固体的存在表明,有限尺寸效应可能在限制长程序中发挥一定的作用。在较早的工作中,辛基氰基联苯(8 CB)和二氧化硅气溶胶的邻位-近晶-A过渡区进行了量热研究。详细的X射线研究这个系统在前面的文件I,这表明,伪临界标度行为观察。在本文中,有限尺寸标度和两个尺度的普遍性方面的作用的8 CB+气溶胶系统的QRD强度的气溶胶密度的依赖关系进行了讨论。
2002-08-14 cond-mat.soft
Activation Volume in the Density Scaling Regime: Equation of State and Its Test by Using Experimental and Simulation Data
本文提出了一种非晶形成材料激活体积的计算方法。的等温状态方程的激活体积的制定,这是扩展到一个广义的状态方程,描述了作为温度和压力的函数的激活体积。这两个状态方程是非常成功的验证,通过使用实验和模拟数据收集的过冷Kob-Andersen二元Lennard-Jones液体和材料从各种材料组,如范德华液体,聚合物,质子离子液体,和强氢键液体。基于这些状态方程的活化体积的一些预测也非常令人满意地验证的情况下,每一个考虑系统,特别是一种活化体积标度与标度指数,也构成了预期的线性压力依赖性的斜率的等温体积模量的活化体积被确认。直到最近意想不到的负值的斜率的情况下,遵守热力学标度定律至少有一个很好的近似解释。
2012-10-17 cond-mat.soft
Copolymer adsorption kinetics at a selective liquid-liquid interface: Scaling theory and computer experiment
我们考虑了一个规则的嵌段共聚物的总长度$N$和嵌段尺寸$M$在选择性的液-液界面的强本地化的限制的吸附动力学。我们提出了一个简单的分析理论的基础上缩放的考虑,它描述了松弛的初始线圈成一个平面状的层。预测达到垂直于和平行于界面的回转半径分量的平衡值的特征时间与链长$N$和嵌段长度$M$成比例,如$τ_{\perp} \propto M^{1+2ν}$(此处$ν\approx 0.6$是Flory指数)和$τ_{\parallel} \propto N^2$,尽管最初预计线圈扁平化的速率随着嵌段尺寸的减小如$\propto M^{-1}$。由于通常$N\gg M$的多嵌段共聚物,我们的研究结果表明,扁平化动力学进行更快的垂直,而不是平行于界面。我们还表明,这些缩放预测同意与本地化动力学的广泛的蒙特卡罗模拟的结果。
2005-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity of smectic liquid crystals with focal conic domains
研究了具有焦锥畴的热致近晶相液晶的弹性性质。在不同温度下施加受控预剪切后,我们独立地测量了剪切模量G'和FCD尺寸L。我们发现这些量之间存在着标度关系G' ~ γ_{eff}/L,其中γ_{eff}是FCD的有效表面张力。实验得到的γ_{ \rm eff}值与层状体系\sqrt{KB}的有效表面张力具有相同的标度,其中K和B分别为弯曲模量和层压缩模量。这种标度关系的表面活性剂洋葱相的相似性表明,具有缺陷的层状系统的普遍流变行为。
2011-04-28 cond-mat.soft
Considerations about universality in phase-ordering of binary liquids
在这篇文章中,我们表明,二元流体的相序标度状态不一定是唯一的,在初始条件下的局部相关性可以负责选择标度状态。我们描述了一个新的缩放状态的对称体积分数,其中包括一个组件悬浮在矩阵的其他下降。新观测到的标度状态存在的根本原因是二元流体的主要粗化机制,即流动引起的界面变形不起作用,这导致了新的标度律。初始液滴状态可以由许多物理现象形成。在统一的描述中,这可以理解为初始条件下的局部相关。当系统的典型长度尺度L较大($L\gg ξ$)时,认为与长度$ξ$的局部相关性是无关的。我们的研究结果表明,这些最初的相关性,与目前的想法相反,即使在后期也很重要。
2002-02-28 cond-mat.soft
Thermodynamic scaling of diffusion in supercooled Lennard-Jones liquids
分子间作用势u(r)控制液体结构弛豫的方式是凝聚态物理中一个长期存在的问题。本文中,我们表明,在正常和适度过冷状态下,模拟Lennard-Jones m-6液体(8<m<36)的扩散系数是变量rho^g/T的唯一函数,其中rho是密度,T是温度。标度指数g是材料特定常数,其大小与u(r)的排斥部分的陡度有关,在过冷状态下探测的粒子之间的最近接近距离附近进行评估。还讨论了u(r)的逆幂律近似。
2007-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scalings and Limits of Landau-deGennes Models for Liquid Crystals: A Comment on Some Recent Analytical Papers
最近的一些分析论文已经探索了液晶的Landau-deGennes模型在某些极端模型参数范围内的极限行为:“消失弹性”的极限(在这些论文中的一些中的语言)和“低温极限”。“我们使用简单的尺度分析来表明,这些限制被正确地解释为几何长度尺度(如包含液晶材料的域的大小)与内在长度尺度(如相关长度或相干长度,决定缺陷核心大小)相比变大的限制。这代表了从介观模型到宏观模型的自然过渡,类似于金兹伯格-朗道超导理论中的“伦敦极限”或朗道-利夫希茨铁磁性理论中的“大体极限”。已知的相关长度尺度,在这些参数制度(双相关长度,双轴相干长度)可以看出,出现通过平衡欧拉-拉格朗日方程与规模良好的Landau-deGennes自由能泛函。
2017-01-08 cond-mat.soft
Universal Scaling of Pair-Excess Entropy and Diffusion in Strongly Coupled Liquids
从静态结构的性质来理解液体中的扩散是凝聚态理论中一个长期存在的问题。本文报道了强耦合汤川液体中的过剩熵和扩散系数的原子论研究。我们观察到,对过剩熵$s_2$与温度的比例为$-3.285 \;(T_m / T)^{0.665}$,并有助于约$90\%$的总过剩熵接近冻结过渡$T_m$。我们进一步报告说,在低温下的扩散运输介导的笼松弛,当表示在自然单位的Enskog碰撞频率和有效的硬球直径的扩散系数,服从标度律$0.04\; e^{s_2}$,并偏离它在足够高的温度下,笼不能形成。这里报告的标度律也可以适用于强耦合尘埃等离子体和带电胶体。
2016-09-26 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Equation of State and Entropy Theory Approach to Thermodynamic Scaling in Polymeric Glass-Forming Liquids
我们表明,热力学标度可以通过结合Murnaghan状态方程(EOS)与广义熵理论(GET)的玻璃形成。在我们的理论中,热力学标度在非阿耳忒修斯弛豫状态中作为流体构型熵密度$s_c$的标度性质而出现,该流体构型熵密度$s_c$由其在玻璃形成的起始温度$T_A$处的值$s_c^*$归一化,$s_c / s_c^*$,使得$TV^γ$的恒定值对应于\textit{reduced isoentropic}流体条件。利用粗颗粒聚合物熔体的分子动力学模拟,以确认预测的热力学缩放的$τ_α$的GET持有以上和以下$T_A$和测试是否程度$L$弦状集体运动,规范化其值$L_A$在$T_A$,也服从热力学缩放,如所需的热力学缩放的一致性。虽然预测的热力学缩放的$τ_α$和$L/ L_A$通过模拟得到证实,我们发现,等温压缩性$κ_T$和长波长限制$S(0)$的静态结构因子不表现出热力学缩放,观察,似乎消除了一些建议的模型,强调流体的“结构”的配置熵的玻璃形成。然而,它被发现,通过定义一个低温超均匀参考状态,我们可以定义一个压缩性相对于这个条件,$δκ_T$,一个转换的无量纲变量,表现出热力学标度,可以直接相关的$s_c / s_c^*$。此外,Murnaghan EOS允许我们将$γ$解释为分子间相互作用的内在非谐性的量度,其可以直接从材料体积模量的压力导数确定。
2021-03-17 cond-mat.soft
Pressure-energy correlations and thermodynamic scaling in viscous Lennard-Jones liquids
我们使用分子动力学模拟结果的粘性二元Lennard-Jones混合物检查势能和维里之间的相关性。根据最近的一项提议[U。R.佩德森等等,Phys. Rev. Lett. 100,015701(2008)],发现两个量的波动是强相关的,表现出比例常数γ,在数值上等于分子间势函数的逆幂律近似的斜率的三分之一。相关性在更高的密度下更强,其中原子间的分离在逆幂律近似更准确的范围内。这些相同的液体符合其动力学的热力学标度,标度指数等于Gamma。因此,能量和压力之间的强相关性和热力学标度的属性都反映了一个潜在的逆幂律表示捕捉有趣的功能,致密,高粘度液体的动力学的能力。
2009-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Complexity Scaling of Liquid Dynamics
本文提出“复杂度标度”方法,用单个平衡构型的最优压缩长度来估计液体扩散系数,并证明四种简单液体遵循准普适指数函数,为高效预测液体动力学性质提供了新途径。
2024-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-size scaling and thermodynamics of model supercooled liquids: Long-range concentration fluctuations and the role of attractive interactions
计算了有吸引相互作用和无吸引相互作用时模型过冷液体的偏结构因子、Kirkwood-Buff积分和化学势。我们的目的是调查是否相对较小的差异,在尾部的径向分布函数的结果对比热力学性质。我们的结果表明,吸引势有利于长程结构的成核。事实上,在降低温度时,Bathia-Thornton结构因子在$k\to 0$极限中显示出异常行为。KBI外推到热力学极限证实了这一点,过量的配位数确定了长程浓度波动的异常。相比之下,纯粹的排斥系统仍然完全混溶相同的温度间隔,并只揭示了定性相似的浓度波动的结晶状态。此外,等温压缩势和化学势的差异表明,热力学并不完全由相互作用势的短程排斥部分决定,强调了吸引力相互作用的非微扰作用。最后,在更高的密度下,两个系统显示出几乎相同的动力学性质,排斥相互作用占主导地位,异常消失,两个系统也表现出相似的热力学性质。
2022-03-03 cond-mat.soft
Scaling of the normal coefficient of restitution for wet impacts
湿颗粒物质动力学中能量耗散的深入理解对于泥石流等自然现象的连续描述以及颗粒化过程等各种工业应用的发展至关重要。恢复系数(COR)被定义为二元碰撞的相对回弹速度和碰撞速度之间的比率,经常用于表征相关的能量耗散量。我们测量的COR跟踪一个自由下落的球在潮湿的表面上弹跳与液膜厚度监测光学。对于固定的膜厚和颗粒尺寸之间的比率,COR对冲击速度和液体膜的各种性质的依赖性可以用Stokes数来表征,Stokes数被定义为颗粒的惯性和液体的粘度之间的比率。此外,从缩放导出的无限大的冲击速度的COR可以通过考虑来自液膜的惯性的能量耗散的模型来分析。
2013-01-23 cond-mat.soft
Finite-size scaling study of dynamic critical phenomena in a vapor-liquid transition
采用分子动力学(MD)模拟和有限尺寸标度(FSS)分析相结合的方法,研究了三维Lennard-Jones体系汽液相变的动力学临界现象.通过蒙特卡罗模拟得到了该模型的相行为,包括临界点。输运性质,即,体积粘度和热导率,通过Green-Kubo关系计算,通过从微正则系综中的MD模拟中获取输入。这些量的临界奇点估计通过FSS方法。所得结果与动力学重整化群和模耦合理论的预言符合得很好。
2017-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical scaling of icosahedral medium-range order in CuZr metallic glass-forming liquids
采用分子动力学模拟研究了CuZr金属玻璃形成液体中由互穿二十面体形成的二十面体中程有序的温度演化.基于逾渗理论的标度分析发现,不同温度下二十面体中心原子形成的团簇的尺寸分布分别与以$S^{-τ}$标度的团簇数密度和以$|1-T_c/T|^{-1/σ}$标度的团簇尺寸$S$符合很好的标度规律.这里,$T_c$正在缩放交叉温度。$τ$和$σ$是标度指数。临界标度行为表明,将有一个结构的相变表现为渗透的局部有利的结构下的玻璃化转变,如果液体可以被冷却得足够慢,但没有结晶干预。研究还表明,当二十面体短程有序(ISRO)通过连接扩展到中程尺度时,ISRO的原子构型将从扭曲的原子构型逐渐向规则的原子构型优化,从而显著降低ISRO的能量,同时引入几何阻挫.这两个因素对过冷液体的急剧动力学减速都有重要影响。我们的研究结果为理解玻璃化转变的本质提供了直接的结构-性质关系。
2016-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A novel view on classification of glass-forming liquids and empirical viscosity model
在过去的几十年里,玻璃形成液体的理论和实验研究已经揭示了普遍的粘度-温度数据中的粘度。在目前的工作中,我们提出了一个粘度模型的实验粘度数据的缩放描述。该模型的一个特点是只有两个可调参数,且在较宽的温度范围内对实验数据的逼近精度高。标度描述的基础是原始温标。在这个缩放描述中,我们得到了转换后的Angell图,其中出现了分离“脆弱”和“强大”玻璃形成者的区域。建议的缩放程序,使人们有可能重新考虑属于某些液体的类型的“脆弱”的玻璃形成。所得到的结果形成的基础上发展的广义缩放描述的结晶动力学在过冷液体和玻璃。
2021-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamical Scaling of the Glass Transition Dynamics
基于接近玻璃态时其性质的急剧变化对玻璃形成液体进行分类是有吸引力的,因为这是玻璃化转变中最引人注目和经常研究的方面。在这里,我们表明,一个广义的标度,log τ正比于T^(-1)V^(-γ),其中γ是一个材料常数,产生叠加的十个玻璃形成,包括范德华分子,相关的液体,和聚合物。指数γ反映了体积而不是热能控制弛豫时间的温度和压力依赖性的程度。
2004-03-24 cond-mat.soft
Surface properties of liquid mercury: a comparison of density-dependent and density-independent force fields
基于实验的需要,我们利用原子分子动力学模拟研究了密度无关、经验密度相关以及最近提出的嵌入原子力场对液态汞自由表面表面张力的预测能力。详细讨论了所研究模型的密度依赖性对汽液共存和表面张力的影响。考虑到密度无关模型的计算效率,我们对其函数形式进行了优化,以获得更高的表面张力值,以提高与实验的一致性。结果也证实了蒙特卡罗模拟和半解析估计的液-汽共存密度。
2015-03-14 cond-mat.soft
The Geometric Mean Squared Displacement and the Stokes-Einstein Scaling in a Supercooled Liquid
有人建议,在液体中的松弛速率是更好地描述的几何平均值的van Hove分布函数,而不是标准的算术平均值用于获得均方位移。两种方法之间的差异显着增加的位移分布的非高斯字符的增加。初步结果表明,几何扩散常数的结果在一个显着减少的偏离斯托克斯-爱因斯坦标度。
2016-01-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling Laws for Spreading of a Liquid Under Pressure
本文研究了两种不同的流体(蓖麻油和乙二醇)在一对玻璃板和一对有机玻璃板之间的挤压流动。油膜厚度随时间呈幂律变化,指数随载荷增大而增大。在一定的时间间隔之后,流体-固体接触的面积饱和到恒定值。对于不同的流体-固体组合,该饱和面积以不同的速率随负载增加。
2009-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fractal approach to the beta relaxation in supercooled liquids
本文提出了一个描述过冷液体β弛豫的分形模型。宏观动力学是由独立的介观区域(笼)的弛豫叠加得到的。假设笼尺寸分布和独立笼的尺寸相关响应的标度关系和指数。通过这种方式,我们获得了在时域和频域中的平均响应的一些标度关系。对于一个特定的选择的标度指数,我们得到的MCT预测的标度关系。与最近的光散射数据的比较表明,笼尺寸分布的标度指数是普遍的,但单个笼弛豫依赖于详细的材料结构
1998-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid polymorphism, density anomaly and H-bond disruption in an associating lattice gases
本文研究了氢键畸变和质子简并消除对缔合液体极小模型热力学性质的影响。在这两种情况下,两个液相和密度异常的存在不受影响。键合结构的简并度越大,临界温度越低,液-液共存线越陡,意味着液体密度越低,熵越大。对相图中氢键网络的分析表明,密度异常伴随着氢键密度的急剧降低,这对一个早已被人们所认识的关联式产生了限制。这一特点是目前独立的键畸变或质子熵的存在。
2006-09-21 cond-mat.soft
Ultra-high-density local structure of liquid water
液态水的局部结构在决定水的异常性质方面起着关键作用。我们对三种微观水模型进行了全原子模拟,并使用多个序参量分析了水的局域结构。我们确定了三种类型的本地结构。除了已知的低密度液体和高密度液体结构外,新发现的第三种类型具有超高密度和过配位氢键。第三种结构的存在降低了高密度结构向低密度结构转变的速率,增加了高密度结构向低密度结构转变的速率,从而提高了高密度结构的稳定性。
2018-03-13 cond-mat.soft
Finite-size excess-entropy scaling for simple liquids
本文提出并验证简单液体两体超额熵的有限尺寸积分方程,揭示 $s_2$ 与自扩散系数 $D^*$ 随模拟盒尺寸的标度规律,并外推得到与文献一致的标度系数。
2023-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Revealing Liquid-Gas Transitions with Finite-Size Scaling in Confined Systems
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Fudan University(复旦大学);Donghua University(东华大学);Wenzhou Institute, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学温州研究院)
本文提出用密度分布的有限尺寸标度作为明确判据,区分场受限系统中的液-气共存与单相,并通过胶体悬浮液和复杂等离子体实验验证,广泛适用于含外部场的实验室系统。
2025-10-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
From boiling point to glass transition temperature: transport coefficients in molecular liquids follow three-parameter scaling
玻璃化转变现象是凝聚态物理尚未解决的问题。其突出的特点,超阿氏温度依赖性的输运系数仍然是一个挑战,要在整个温度范围内描述。对于一系列分子玻璃形成剂,我们结合了介电光谱和动态光散射的tau(T),覆盖范围为10 -12 s < tau(T)<10^2 s。用活化能E(T)来描述动力学,我们区分了由具有恒定活化能E_inf的阿克里乌斯定律表征的高温区域和E_coop(T):= E(T)- E_inf在冷却时增加的低温区域。引入了一个双参数标度,即E_coop(T)/E_inf = f[lambda(T/T_A-1)],其中f是指数函数,lambda是无量纲参数,T_A是与E_inf成比例的参考温度。因此,一个单一的相互作用参数E_inf提取的高温制度与λ控制的温度依赖性的低温合作动力学。
2012-04-27 cond-mat.soft
Low, high and very-high density forms of liquid water revealed by a medium-range order descriptor
本文提出了一种基于分子动力学模拟和图论的计算方法来表征液态水的结构,不仅考虑了第一(或第二)水化壳层内的局部结构排列,而且还考虑了中到长程序。特别地,从图论框架中引入了一个新的序参量,即节点总连通性(NTC),用于分析液相水分子的动态网络。该序参量不仅能够准确地报告在液-液相变假设中假定的不同的高密度液体(HDL)和低密度液体(LDL)水相,而且能够揭示在压力和环境条件下极高密度液体(VHDL)簇的存在。据我们所知,VHDL水补丁在中等压力下没有观察到。
2021-10-26 cond-mat.soft
"Kohn-Shamification" of the classical density-functional theory of inhomogeneous polar molecular liquids with application to liquid hydrogen chloride
经典分子液体的密度泛函理论的难题仍然是找到一个精确的自由能泛函,即分子原子位置的密度。在Kohn和Sham之后,我们展示了如何通过考虑一组有效势中的非相互作用分子来解决这个问题。这种视角的转变导致了简单的三维函数的准确和计算上易于处理的描述。我们也治疗极性系统的线性和饱和介电响应,提出液体氯化氢作为一个案例研究。
2008-06-27 cond-mat.soft
Scaling of Structure and Dynamics in Molecular Liquids: Insights from Pressure Experiments and Molecular Dynamics
本论文通过测试不同标度定律,研究分子玻璃形成体动力学与结构的联系,并首次实验检验同构理论的结构不变预测。
2025-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Scaling in Kinetics of Supercooled Liquids
本研究通过重正化方法研究过冷液体弛豫动力学,发现势能分布偏度在特征时间尺度D处最大,并揭示类居里标度关系及临界冷却速率处的动力学相变,将过冷液体分为玻璃化转变(GDL)和结晶(CDL)两类,为理解玻璃形成提供了新视角。
2025-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Scaling of broadband dielectric data of glass-forming liquids and plastic crystals
Dendzik等人最近提出的Nagel标度法和改进的标度法已应用于两种玻璃形成液体(甘油和碳酸丙烯酯)和三种塑性晶体(邻碳硼烷、间碳硼烷和1-氰基金刚烷)的宽带介电数据。我们的数据扩展的横坐标范围的上限,相当高的值比以前发表的分析。在研究的最高频率下,与单个主曲线的偏差显示出来,这在Dendzik标度图中最为明显。塑料晶体的损耗曲线在Nagel图中不按比例缩放,但它们落在Dendzik图中的单独主曲线上。此外,我们解决了一个可能的分歧的静态磁化率附近的Vogel-Fulcher温度的问题。为此,低温演变的高频翼的介电损耗峰进行了详细的研究。没有令人信服的证据,这种分歧可以推断出从目前的宽带数据。
1999-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft