Interfacial fluid flow for systems with anisotropic roughness
我讨论流体在各向异性粗糙度固体之间的界面处的流动。我表明，随机粗糙表面各向异性的粗糙度，接触面积渗滤在相同的相对接触面积为各向同性的粗糙度，和Bruggeman有效介质理论和临界结理论给出了几乎相同的结果的流体流动传导率。这表明，在大多数情况下，在高放大率下观察到的表面粗糙度与流体流动问题无关，例如静态密封的泄漏和流体挤出。
2020-03-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Adhesion between elastic solids with randomly rough surfaces: comparison of analytical theory with molecular dynamics simulations
用分子动力学（MD）模拟研究了具有随机粗糙自仿射分形表面的弹性固体之间的粘附接触。名义上的平面和曲面的模拟得到的界面结合能进行比较的预测的接触力学理论的Rewerson。理论和模拟结果一致，而观察到的大部分差异可以归因于有限的尺寸效应和长程性质的原子之间的相互作用在块和基板的MD模型，相比，分析理论，这是一个无限系统的界面接触相互作用。对于曲面（JKR型的问题）的有效界面能表现出弱滞后，这可能是由于在拉脱过程中的开口裂纹尖端附近的局部不可逆的分离过程的影响。
2011-12-22 cond-mat.soft
Experimental Interpretation of Interfacial Separation and Squeezing Pressure
从理论和实验两方面预测了随机粗糙表面间的界面分离与挤压压力的对数关系。实验结果表明，界面分离与对数挤压压力之间的斜率比理论预测值稍大。在这里，我们提出了一个详细的解释之间的斜率差异的理论和实验。
2008-10-16 cond-mat.soft
On the role of flexoelectricity in triboelectricity for randomly rough surfaces
我展示了如何flexoelectricity结果在一个波动的表面电势时，随机粗糙度的弹性固体被挤压接触。挠曲电势可以诱导表面电荷分布，因此有助于摩擦电。使用所发展的理论，我分析了Baytekin等人的Kelvin力显微镜数据，用于聚二甲基硅氧烷（PDMS）表面从另一个PDMS表面剥离后的电势
2019-11-14 cond-mat.soft
Viscoelastic contact mechanics between randomly rough surfaces
我们提出了精确的数值计算结果的摩擦力和接触面积的粘弹性固体（橡胶）在滑动接触硬，随机粗糙基板。粗糙表面是自仿射分形的，其粗糙度在几十年的长度尺度上。我们计算的贡献，从脉动变形引起的基板粗糙度的摩擦。我们还计算了实际接触面积，$A(v,p) $，取决于滑动速度$v$和标称接触压力$p$，我们展示了如何接触面积为任何滑动速度可以从一个通用的主曲线$A(p)$。数值计算结果与分析接触力学理论的预测吻合良好。
2014-06-27 cond-mat.soft
Loading-unloading hysteresis loop of randomly rough adhesive contacts
本文研究了软固体与随机粗糙面粘附接触时的加载和卸载行为。粗糙度被假定为描述一个自仿射分形波矢量的有限范围内。谱方法被用来生成这样的随机粗糙表面。对结果进行统计平均，计算的接触面积和施加的载荷显示为加载和卸载条件下贯入度的函数。我们发现，结合的粘附力和粗糙度导致滞后加载-卸载循环。这表明，能量可以简单地作为粗糙度和范德华力的结果而损失，因为在这种情况下，存在大量的局部能量极小值，并且系统可能被困在亚稳态中。我们数值量化的滞后损失和评估的表面统计特性和能量的粘附上的滞后过程的影响。
2016-04-29 cond-mat.soft
On the elastic energy and stress correlation in the contact between elastic solids with randomly rough surfaces
当两个具有随机粗糙表面的弹性固体接触时，在界面处将出现非常不均匀的应力分布σ（x）。在这里，我研究弹性能和关联函数<sigma（q）sigma（-q）>，其中sigma（q）是sigma（x）的傅立叶变换，其中<...>代表系综平均。我将<sigma（q））sigma（-q）>与界面处存储的弹性能联系起来，并且我表明，对于自仿射分形表面，非常普遍的是<sigma（q）sigma（-q）> \sim q^{-（1+H）}，其中H是自仿射分形表面的Hurst指数。
2008-05-06 cond-mat.soft
Percolation and Reynolds flow in elastic contacts of isotropic and anisotropic, randomly rough surface
在这项工作中，我们数值研究了各向同性和各向异性，刚性，随机粗糙表面和线性弹性的对立面之间的弹性接触，以及随后的雷诺流通过两个接触固体之间的间隙。我们发现渗流阈值取决于流体流动方向时，Peklenik数表示各向异性，除非系统的大小明显超过滚降波长平行于容易流动的方向。确认了接近0.415的临界接触面积。启发式校正的有效介质处理令人满意地提供了雷诺流体流动传导，例如，对于各向同性粗糙度，我们确定了精确的封闭形式的表达式，它只依赖于平均间隙和相对接触面积。
2020-10-26 cond-mat.soft
Wetting, Spreading, and Adsorption on Randomly Rough Surfaces
具有常规（即，宏观）随机粗糙度被认为是润湿液体的微观接触角及其在周围气相中的分压的函数。解析表达式推导出允许任何给定的横向关联函数和高度分布的粗糙度计算的润湿相图，吸附等温线，并定位在吸附液膜的渗滤过渡。大多数特征原来只取决于粗糙度的几个关键参数，这可以清楚地识别。它示出的吸附膜厚度，我们称之为“Wenzel预润湿”，一般发生在典型的粗糙度形貌的一阶过渡，但不存在纯高斯粗糙度。因此，它示出，即使是微妙的偏离高斯粗糙度特性可能是必要的正确预测，甚至定性方面的润湿。
2011-11-17 cond-mat.soft
Contact mechanics: relation between interfacial separation and load
我研究了具有随机粗糙表面的刚性固体与具有平坦表面的弹性块之间的接触。推导出了平均界面间距$u$与法向挤压力$p$之间的关系。本文证明了在非粘性相互作用和小的外加压力下，p与exp（-u/u_0）成正比，这与最近的实验观察结果很好地吻合。
2007-06-19 cond-mat.soft
Fluid flow at the interface between elastic solids with randomly rough surfaces
我研究流体流动之间的界面随机粗糙表面的弹性固体。我使用的接触力学模型的Replesson考虑固体壁和Bruggeman有效介质理论之间的弹性相互作用来考虑的无序对流体流动的影响。我计算流量张量，它决定了压力流量系数，例如，静密封的泄漏率。我展示了如何扰动处理特里普可以扩展到任意顺序的均方根粗糙度振幅和平均界面表面分离之间的比率。我介绍了一个矩阵D（Zeta），确定的表面粗糙度功率谱，它可以用来描述在任何放大率Zeta的表面的各向异性。我目前的结果为不对称因子伽玛（泽塔）（广义Peklenik数）磨削钢和喷砂PMMA表面。
2010-04-07 cond-mat.soft
General contact mechanics theory for randomly rough surfaces with application to rubber friction
我们推广的接触力学和橡胶摩擦理论的情况下，两个表面都有表面粗糙度。固体可以是刚性的、弹性的或粘弹性的，并且可以是均匀的或分层的。我们计算的接触面积，粘弹性贡献的摩擦力，和平均界面分离的滑动速度和名义接触压力的函数。我们说明了理论与数值结果的橡胶块在路面上滑动。我们发现，随着滑动速度的增加，橡胶块上的粗糙度的影响减少，并在轮胎动力学涉及的典型滑动速度，它可以忽略不计。
2015-06-23 cond-mat.soft
Effects of image charges, interfacial charge discreteness, and surface roughness on the zeta potential of spherical electric double layers
我们调查的图像电荷，界面电荷的离散性，和表面粗糙度的影响，在电解质溶液中的球形双电层与二价反离子的设置的原始模型。通过使用蒙特卡罗模拟和图像电荷法，zeta电位的分布和积分电荷分布函数计算不同的表面电荷强度和盐浓度。系统地比较了三种不同的界面电荷模型：1）均匀表面电荷的SURF 1，2）界面上离散点电荷的SURF 2，3）离散界面电荷和有限排斥体积的SURF 3。通过比较积分电荷分布函数（ICDF）和电位分布，我们认为在离大离子表面一个离子直径处的电位是确定zeta电位的合适位置。在SURF 2模型中，我们发现镜像电荷效应强烈地增强了界面一价电荷的电荷反转，而强烈地抑制了界面多价电荷的电荷反转。对于SURF 3，图像电荷效应变得小得多。最后，图像电荷的行动，我们发现，排除体积（SURF 3）抑制电荷反转单价界面电荷和增强电荷反转多价界面电荷。总的来说，我们的结果表明，所有这些方面，即，镜像电荷、界面电荷的离散性、它们的排斥体积对zeta电位以及双电层的结构具有显著的影响。
2012-10-17 cond-mat.soft physics.chem-ph
On the viscous dissipation caused by randomly rough indenters in smooth sliding motion
本文用格林函数分子动力学研究了刚性随机粗糙压头与滑过压头的线弹性相对体之间的粘性耗散。该研究包括不同的刚性压头的高度谱特性，在弹性体的粘弹性，并在它们的相互作用的各种模型。所有的系统揭示了预期的阻尼线性滑动速度$v$在小$v$和一个明显的最大值在中间$v$。通过对所研究的模型系统的分析，我们发现了所有的趋势。然而，密切的定量协议，只发现到中间滑动速度。一旦接触面积因滑动而显著减小，摩擦力的相对误差就变得显著。
2021-05-20 cond-mat.soft
Interfacial roughening in non-ideal fluids: Dynamic scaling in the weak- and strong-damping regime
界面粗糙化是指初始平坦界面达到其平衡态的非平衡过程，其特征在于热激发毛细波的存在。流体界面的粗糙化首先由Flekkoy和Rothman [Phys. Rev. Lett. 75，260（1995）]，其中在二维弱阻尼情况下的动态标度指数被发现符合Kardar-Parisi-Zhang普适类。我们扩展这项工作，同时考虑到强阻尼制度，并进行广泛的波动流体力学模拟在两个维度上使用格子玻尔兹曼方法。我们发现，在弱阻尼和强阻尼的情况下，动力学标度行为是不同的。
2013-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Heat transfer between elastic solids with randomly rough surfaces
我们研究具有随机粗糙表面的弹性固体之间的传热。我们包括了真实接触区域的热传递和非接触区域表面之间的热传递。我们应用最近开发的接触力学理论，它占了许多不同的长度尺度上的粗糙度固体之间的接触的层次性。对于弹性接触，在最高的（原子）分辨率的实际接触面积通常由原子（纳米）大小的区域，我们讨论了这对传热的影响。对于具有非常光滑的表面的固体，在许多现代工程应用中是典型的，在非接触区域中的界面分离将是非常小的，并且对于这种情况下，我们示出了与存在于所有物体外部的渐逝电磁波相关联的辐射热传递的重要性。
2009-08-27 cond-mat.soft
On stickiness of multiscale randomly rough surfaces
我们推导出一个非常简单和有效的粘性固体具有随机粗糙度的标准，使用一个新的渐近理论，我们验证与Ewesson和Scaraggi和独立的数值实验。先前声称粘性可能取决于小尺度量，如均方根斜率和/或曲率，通过对接触面积几何形状进行过度简化的假设获得，这在很大程度上是不正确的，因为短波长下粗糙度PSD光谱的截断是不相关的。我们发现粘性通常在粗糙度振幅比吸引力的范围大三个数量级时被破坏。与后者的典型纳米值，该标准给出了理由定性众所周知的经验Dalhquist标准的粘性，要求胶粘剂具有低于约1 MPa的弹性模量。结果澄清了一个在科学和技术领域都存在争议的问题，并可作为更好地理解粗糙度作用的基准。
2018-10-25 cond-mat.soft
Capillary adhesion between elastic solids with randomly rough surfaces
本文研究了两个具有随机粗糙表面的弹性固体之间的接触面积和粘附功与相对湿度的关系。假设表面是亲水的，并且在固体之间的界面处形成毛细桥。对于具有相对光滑表面的弹性硬固体，当刚好有足够的液体填充固体之间的界面空间时，实际接触面积以及因此滑动摩擦最大，这通常发生在$d_{\rm K} \approx 3 h_{\rm rms}$中，其中$d_{\rm K}$是毛细管桥的高度，而$h_{\rm rms}$是（组合）表面粗糙度轮廓的均方根粗糙度。对于弹性软固体，实际接触面积在非常低的湿度下最大（即，小$d_{\rm K}$），其中毛细管桥能够将固体拉至几乎完全接触。在这两种情况下，当$d_{\rm K} >> h_{\rm rms}$对应于高相对湿度时，粘附功最大（并且等于$2γ{\rm cos}θ$，其中$γ$是液体表面张力，$θ$是液-固接触角）。
2008-05-06 cond-mat.soft
Contact mechanics with adhesion: Interfacial separation and contact area
研究了具有随机粗糙自仿射分形表面的弹性固体之间的粘附接触。我们目前的分子动力学（MD）模拟结果的界面应力分布和壁-壁分离。我们比较了MD的相对接触面积和平均界面分离的结果，与预测的接触力学理论的Reherson。我们发现理论和模拟结果之间的良好协议。我们将该理论应用于Benz等人研究的涉及聚合物与聚合物接触的系统，但在这种情况下，粘附力仅对作为挤压压力的函数的界面分离进行了很小的修改。
2008-08-26 cond-mat.soft
Non-Amontons-Coulomb local friction law of randomly rough contact interfaces with rubber
我们报告在一个光滑的橡胶和统计粗糙的玻璃透镜之间形成的多接触界面，在稳态摩擦下的局部摩擦法的测量。利用接触成像技术测量表面位移，并进行反演，以提取摩擦剪应力和接触压力的分布，空间分辨率约为10~ $μ$ m。对于一个玻璃表面的地形是自仿射的高斯高度粗糙分布，局部摩擦剪切应力被发现强烈的次线性变化与当地的接触压力在整个调查的压力范围。这种次线性行为也证明了一个表面与非高斯高度粗糙分布，表明，对于这种多接触界面，阿蒙顿-库仑摩擦定律并不占主导地位，在当地的规模。
2017-01-27 cond-mat.soft
Molecular dynamics study of contact mechanics: contact area and interfacial separation from small to full contact
用分子动力学方法研究了具有随机粗糙表面的刚性固体与具有平坦表面的弹性块体之间的接触。我们研究了接触面积和界面分离从小接触（低负荷）到完全接触（高负荷）。对于小载荷，接触面积与载荷成线性关系，界面分离与载荷成几何关系。对于高负载，接触面积接近标称接触面积（即，完全接触），并且界面分离接近于零。目前的结果可能是非常重要的软固体，例如，橡胶，或非常光滑的表面，其中在中等高载荷下可以达到完全接触而不会使固体发生塑性形变。
2007-10-01 cond-mat.soft
Contact mechanics: contact area and interfacial separation from small contact to full contact
用分子动力学方法研究了具有随机粗糙表面的刚性固体与具有平坦表面的弹性块体之间的接触问题。数值计算主要集中在接触面积和从小接触（低载荷）到完全接触（高载荷）的界面分离。对于小载荷，接触面积与载荷成线性关系，界面分离与载荷成几何关系。对于高负载，接触面积接近标称接触面积（即，完全接触），并且界面分离接近零。数值计算结果与解析理论和实验结果进行了比较。他们彼此意见一致。目前的发现可能对软固体非常重要，例如，橡胶，或非常光滑的表面，其中在中等高载荷下可以达到完全接触而不会使固体发生塑性形变。
2008-03-28 cond-mat.soft
Contact mechanics for randomly rough surfaces
当两个固体被挤压在一起时，它们通常不会在标称（或表观）接触面积内的任何地方进行原子接触。这一事实具有巨大的实际意义，在许多技术应用中必须加以考虑。本文简要回顾了接触力学的基本理论。我详细考虑了最近发展的接触力学理论。我推导出边界条件的应力概率分布函数的弹性，弹塑性和固体之间的粘合剂接触和本数值结果说明了理论的某些方面。我分析接触问题非常光滑的聚合物（PMMA）和Pyrex玻璃表面的玻璃状材料的冷却液体从玻璃化转变温度以上。我表明，从冻结的毛细波的结果的表面粗糙度可以有很大的影响，固体之间的接触。这一分析为令人困惑的实验结果提供了新的解释[L. Bureau，T. Baumberger和C. Caroli，arXiv：cond-mat/0510232]关于摩擦剪切应力对玻璃状聚合物透镜与平坦基底之间接触的载荷的依赖性。我讨论了使用数值方法测试理论的可能性，例如，有限元计算
2006-03-30 cond-mat.soft
Adhesive contact of model randomly rough rubber surfaces
我们从实验和理论上研究了光滑玻璃透镜和粗糙橡胶表面纹理与球形微凸体与控制的高度和空间分布之间的平衡粘附接触。通过对在微接触处透射的光成像，在压缩下进行真实接触面积$A$与负载$P$的测量。发现$A(P)$是非线性的，并且强烈依赖于粗糙高度分布的标准偏差。根据Fuller和Tabor（FT）原始模型（\textit{Proceedings of the Royal Society A} \textbf{345}（1975）327）的离散版本讨论了实验结果，该模型允许考虑由微凸体相互作用和玻璃透镜曲率引起的弹性耦合。我们的微接触尺寸分布的实验数据很好地捕捉我们的离散扩展模型。我们表明，弹性耦合所产生的透镜曲率有显着的贡献的$A(P)$关系。我们的离散模型还清楚地表明，即使对于极小的拔出力，对$A$的粘附诱导效应仍然显著。最后，在局部粗糙长度尺度下，我们的测量结果表明，微接触密度的压力依赖性可以简单地描述由原来的FT模型。
2019-02-18 cond-mat.soft
Field-theoretical approach to estimate mean gap and gap distribution in randomly rough surface contact mechanics
Yangzhou University（扬州大学）；Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）
本文提出了一种场论方法，用于估算随机粗糙表面接触中的平均间隙和间隙分布，通过二阶累积展开推导出平均间隙与法向压力的解析关系，并通过模拟验证了该方法的准确性。
2026-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flash temperature in sliding contacts: comparing theory with experiments
Peter Grünberg Institute (PGI-1), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室）；MultiscaleConsulting（多尺度咨询公司）
研究滑动接触中接触区域温度升高对摩擦和磨损的影响，通过比较理论预测与实验结果验证了理论的准确性。
2026-04-17 cond-mat.soft
Fluid squeeze-out between rough surfaces: comparison of theory with experiment
我们研究的时间依赖性的（平均）之间的界面分离的弹性固体与平面和刚性固体与随机粗糙表面，在流体中挤压在一起。我们使用一个描述流体流动因素的解析理论，基于Ewesson接触力学理论和Bruggeman有效介质理论，计算流体从两个固体接触界面的去除。为了测试这种方法，我们进行了简单的挤出实验。实验结果与理论预测进行了比较。
2011-02-07 cond-mat.soft
Systematic analysis of Persson's contact mechanics theory of randomly rough elastic surfaces
我们系统地检查显式和隐式的假设，接触力学理论。它铸造的压力分布的演变${\rm Pr}(p)$与表面粗糙度的分辨率增加作为一个扩散过程，其中分辨率起着时间的作用。该理论的测试关键假设是：（a）扩散系数与压力$p$无关，（b）扩散过程在任何$p$值下都是无漂移的，（c）点$p=0$充当吸收屏障，即，一旦一个点脱离接触，它就再也不会重新进入，（d）弹性能量的傅立叶分量只有在适当的波矢量被分辨时才被填充，以及（e）当甚至更小的波长被分辨时，它不再改变。使用高分辨率的数值模拟，我们量化这些近似的偏差，并发现在某些情况下相当显着的差异。例如，对于$p$的小值，漂移变得相当大，所述小值通常表示真实空间中接近接触线的点。另一方面，有大量的点重新进入接触。这些和其他识别出的偏差在很大程度上相互抵消，从而导致对接触面积、接触几何形状和间隙分布函数的总体良好描述。在不同的情况下，例如在研究橡胶摩擦时，不能保证类似的偶然误差消除。模拟的结果可以为系统地改进理论提供指导。
2014-06-24 cond-mat.soft
On the Comparability of Chemical Structure and Roughness of Nanochannels in Altering Fluid Slippage
水的界面流体动力滑移取决于表面化学和粗糙度。本研究试图将表面的化学性质和物理结构对水的界面滑移的影响联系起来。通过对水分子在简化Lennard-Jones（LJ）表面上的Couette流动进行分子动力学模拟（MDS），得到了速度分布，并外推得到滑移长度。滑移长度测量各种表面流体相互作用。这些相互作用通过改变表面的润湿性（由静态接触角表征）及其粗糙度而变化。观察到滑移长度随静态接触角的变化为$(1+cosθ)^{-2}$。然而，还观察到，表面粗糙度的存在总是减少滑移长度，并提出滑移长度随无量纲平均表面粗糙度变化为$(1+α^*)^{-2}$。从而建立了化学润湿性和物理粗糙度之间的关系，并探讨了它们之间的耦合作用对滑移长度的影响。
2016-05-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On the contact area and mean gap of rough, elastic contacts: Dimensional analysis, numerical corrections and reference data
自仿射表面粗糙度的固体之间的弹性，非粘性接触的描述似乎需要大量的参数的知识。然而，很少有参数足以确定许多重要的界面特性，我们通过量纲分析与数值模拟相结合。这种见解是用来推导的相对接触面积和平均界面分离$Δ\bar{u}$的压力依赖性，并提出了一个紧凑的形式的结果。给定压力$p$的适当单位选择，即，有效模量$E^*$乘以均方根梯度$\bar{g}$，相对接触面积主要取决于$p$，但即使在大的$p$下也几乎不取决于赫斯特指数$H$。当使用均方根高度$\bar{h}$作为长度单位时，$Δ\bar{u}$另外取决于短波长和长波长处的高度光谱截止的比率。在分形极限中，该比率为零，只有短波长处的粗糙度与$Δ\bar{u}$相关。然而，该限制不应与实际应用相关。我们的工作包含了一个简短的总结所采用的数值方法格林函数分子动力学，包括如何系统地克服数值的缺点，通过适当的有限尺寸，分形和离散化校正的说明。此外，我们概述了推导的无量纲单位的汤姆逊理论。与数值参考数据相比，Escherson理论的计算结果很好。
2013-12-06 cond-mat.soft
Fluid squeeze-out between solids with rough surfaces
本文研究了流体从平面弹性固体和随机粗糙面刚性固体界面的挤出问题。作为应用，我们讨论了轮胎胎面花纹块和路面之间的流体挤出。讨论了密封泄漏的一些影响，并给出了实验数据来检验理论。
2010-04-07 cond-mat.soft
Isotropic-nematic transition in liquid crystals confined between rough walls
采用定压蒙特卡罗模拟研究了粗糙壁面对受限液晶流体相行为的影响。LC被建模为软椭球体分子的流体，并且粗糙壁被表示为具有随机嵌入其中的分子的数量的硬壁。结果发现，各向同性的相变（IN）转移到更高的压力粗糙壁。
2005-11-08 cond-mat.soft
Surface roughness induced electric field enhancement and triboluminescence
在粘合接触中固体的分离或固体的破裂通常导致高能光子的发射，例如，可见光和X射线。这被认为与电荷分离有关。我们认为高能光子的发射与表面粗糙度和离子或电子的表面扩散有关，导致高粗糙度尖端的电荷集中，以及电场增强，这促进了产生高能光子的放电过程。如果表面扩散太快，或者固体表面的分离太慢，则在小的界面分离处开始放电，导致低能量光子。
2010-07-12 cond-mat.soft
Nematic liquid crystals at rough and fluctuating interfaces
在Frank弹性理论和Landau-de Gennes理论的范围内分析了粗糙和起伏界面处的向列相液晶。我们专门研究接口，本地有利于平面锚定。在第一部分中，我们重新考虑固定粗糙表面上的Berreman锚定现象，并推导出相应的方位锚定能的新的简单表达式。令人惊讶的是，我们发现，强烈对齐的表面，它只取决于几何表面各向异性和体弹性常数，而不是化学表面参数的精确值。在第二部分中，我们计算了向列-各向同性界面上的毛细波。如果忽略弹性相互作用，毛细波谱的特征在于各向异性的界面张力。在弹性相互作用的情况下，界面张力，即毛细管波谱的前导$q^2$项的系数，变为各向同性。然而，弹性相互作用引入了强各向异性的{ \em立方} $q^3$项。在垂直于指向矢的方向上，毛细波的振幅最大。这些结果与以前的分子动力学模拟结果一致。
2005-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Normal contact and friction of rubber with model randomly rough surfaces
我们报告的正常接触和摩擦测量模型之间形成的光滑表面和衬底纹理与球形微凸体的统计分布的多接触界面。在刚性纹理化透镜和光滑橡胶之间或者在平坦纹理化橡胶和光滑刚性透镜之间形成接触。实际接触面积$A$与正常负载$P$的测量通过对微接触处透射的光成像来进行。对于这两个接口，$A(P)$被发现是次线性的幂律行为。通过与两个多微凸体接触模型的比较，首次验证了这两个模型的有效性。这两个模型是Greenwood-Williamson（J. Greenwood，J. Williamson，\textit{Proc. Royal Soc. London Ser. A} \textbf{295}，300（1966））模型的扩展，考虑了不同长度尺度下微凸体之间的弹性相互作用。我们发现，由名义表面曲率引起的长程弹性相互作用是$A(P)$非线性的主要来源。在一个较短的范围内，除了非常低的压力，密度和面积的微接触的压力依赖性仍然很好地描述了格林伍德-威廉姆森的模型，它忽略了任何微凸体之间的相互作用。此外，在稳定的滑动，摩擦测量表明，平均剪切应力的尺度的凹凸系统大于发现一个光滑的透镜和橡胶之间的宏观接触。这表明，在宏观长度尺度上测量的摩擦应力可能不会简单地换位到微观多接触界面。
2017-01-05 cond-mat.soft
Generation of Motion of Drops with Interfacial Contact
如果液滴受到润湿性或温度梯度的影响，则液滴在固体表面上移动。然而，表面上的钉扎缺陷表现在润湿滞后或一阶非线性摩擦方面，在必须超过临界尺寸以使液滴移动的意义上限制了运动。然而，滞后的影响可以通过外部振动来减轻，该外部振动可以是结构化的或随机的，从而产生液滴的定向运动。许多众所周知的整流、放大和开关功能都可以通过这种运动来实现。感兴趣的一个具体情况是表面上的液滴的随机聚结，其引起自生噪声。这种噪声克服了钉扎电位，从而产生聚结液滴的随机运动。随机移动的聚结液滴本身表现出定向扩散通量时，存在的边界，以消除他们的吸收。在偏压存在的情况下，聚结的液滴执行扩散漂移运动，这可以在各种水和热管理技术中具有有用的应用。
2015-08-05 cond-mat.soft
Study of surface roughness modulation on the adhesion behavior of PDMS elastomer
本研究通过砂纸成型和楔形试验，探讨了表面粗糙度对PDMS弹性体在互补界面上粘附行为的影响，揭示了粗糙度、粘附功、平衡裂纹长度及实际接触面积之间的相关性。
2025-07-13 cond-mat.soft
Rough contact mechanics for graded bulk rheology: The role of small-scale wavelengths on rubber friction
我们提出了一个数值模型的预测的粗糙的接触力学的粘弹性块，与梯度流变学，在稳定的滑动接触随机粗糙的刚性表面。特别是，我们推导出有效的表面响应的逐步或连续分级块在傅立叶域，然后嵌入在基于傅立叶残差分子动力学制剂的接触力学。最后，我们讨论了小尺度波长对橡胶摩擦和接触面积的作用，我们表明，粗糙的接触力学表现出有效的界面特性，收敛到渐近线时，小尺度粗糙度含量的增加，当一个现实的流变学的限制被考虑在内。
2015-10-13 cond-mat.soft
Interface limited growth of heterogeneously nucleated ice in supercooled water
非均质冰的生长表现出最大的冻结速率之间的竞争所产生的动力学和热力学驱动力之间的固体和液体状态。在这里，我们使用分子动力学模拟来阐明这种竞争的原子的细节，专注于沿二次棱柱方向的界面区域中的水的性质。当将界面水分子转化为冰的效率（统称为附着动力学）最大时，晶体生长速度最大化。我们发现，在沿着原子粗糙表面的凹进区域中接触中间冰层的水分子更有可能直接冻结。在大的过冷度下，固体表面的粗糙度增加，因此对冰的生长速率起着重要的限制作用，因为水分子无法整合到越来越深的表面口袋中。这些结果提供了深入了解的分子机制，在许多生物和大气过程中是重要的固相自组装。
2013-12-30 cond-mat.soft
Stochastic process model of rough surface contact
School of Mechanical Engineering, Hefei University of Technology（合肥工业大学机械工程学院）；Department of Civil Engineering, Yangzhou University（扬州大学土木工程学院）
介绍粗糙表面接触的佩尔松随机过程模型，讨论其纯法向弹性接触理论，包括用偏微分方程求解相关概率密度，还提及在其他摩擦学领域的应用及未来研究建议，助力该理论发展。
2026-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the flash temperature in sliding rubber contacts
Peter Grünberg Institute (PGI-1), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院兰州化学物理研究所）；MultiscaleConsulting（多尺度咨询公司）
研究粘弹性固体在刚性粗糙表面滑动时的闪温，提出解析理论，考虑各长度尺度表面粗糙度。
2026-07-28 cond-mat.soft
Characterizing Surface Wetting and Interfacial Properties using Enhanced Sampling (SWIPES)
我们介绍了一个准确和有效的方法来表征表面润湿和界面性质，如接触角的液滴在固体表面上，和汽-液表面张力的流体。该方法利用分子模拟结合间接伞采样技术，系统地润湿表面，并估计相应的自由能。为了说明该方法，我们研究了一个家庭的Lennard-Jones表面的润湿水。我们估计接触角的表面与水的广泛的吸引力，通过使用我们的方法，也通过使用液滴形状。值得注意的是，随着地表水吸引力的增加，我们的方法能够捕捉到从部分润湿到完全润湿的过渡。最后，该方法实现简单，计算效率高，在大约5纳秒的模拟时间内提供准确的接触角估计。
2018-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiscale Dynamics of Roughness-Driven Flow in Soft Interfaces
针对软润滑接触中多尺度粗糙度与流固耦合作用难捕捉的问题，开发集成Persson统计理论、CG-FFT及RSM的计算框架，实现跨润滑状态的摩擦模拟与实验验证，为软界面系统提供通用模拟工具。
2025-11-11 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Interface dynamics of wet active systems
该研究探究基底上相分离活性悬浮液的界面粗糙化，明确大尺度下界面属|q|KPZ普适类，小尺度/早期粗糙化指数匹配动量守恒流体情形，还发现低摩擦时界面在特定长度尺度以上呈随机性。
2025-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Modified Smoothed Particle Hydrodynamics Approach for Modelling Dynamic Contact Angle Hysteresis
动态润湿在多相流物理学中起着重要的作用，并且在许多工业和岩土工程应用中具有显著的影响。在这项工作中，一个改进的光滑粒子流体动力学（SPH）模型被用来模拟表面张力，接触角，和动态润湿效果。在毛细管中模拟了润湿和去湿现象，其中液体颗粒被移动的基底升高或撤回。通过引入一种新的液-固界面粘性力公式，对SPH模型进行了修正，以再现运动接触线的速率相关行为。通过考虑界面粘性力的动态接触角模拟，验证了新公式的有效性和准确性。此外，通过经验幂律关联式考察了不同大小的界面粘性力对接触角动力学的影响，导出的常数表明动态接触角随界面粘性力单调变化。模拟结果与实验观察和理论预测相一致，表明界面粘性力与流体滑移长度和微观表面粗糙度有关。研究表明，改进的SPH模型能够成功地考虑运动接触线的速率相关效应，可用于动态条件下的真实多相流模拟。
2018-04-08 cond-mat.soft
Interfacial performance evolution of ceramics-in-polymer composite electrolyte in solid-state lithium metal batteries
本研究基于混合单元法建立考虑陶瓷夹杂与基体黏弹性的理论模型，探讨LLTO颗粒参数对SCE界面力电响应的影响，为高性能固态电池的界面优化提供指导。
2024-09-24 cond-mat.soft
Study of Interfacial Rheology of Human Serum Albumin Microcapsules using Electrodeformation Technique
在目前的工作中，我们进行了力学特性的膜的人血清白蛋白（HSA）微胶囊使用的电变形技术，这表明HSA胶囊是应变软化的性质。粘弹性电流体动力学模型被用来理解在HSA胶囊的蠕变机制。不同的反应参数，如蛋白质浓度和pH值对胶囊膜的形态的影响进行了研究，并尝试已取得相关的微观结构与机械性能。pH值对HSA微胶囊的形态有显著影响，这也反映在其机械特性上。用碳酸盐缓冲液合成的胶囊显示出非常明显的形态，在膜表面上具有孔，使得膜弹性较低，具有显著的不可恢复的蠕变。在相同的pH条件下，用不同的蛋白质浓度合成的胶囊显示不同的形态，从而显示不同的流变学性质。具有低浓度HSA的胶囊显示出光滑的膜结构，具有比在非常高的浓度下合成的胶囊更高的杨氏模量，所述胶囊显示出粗糙的折叠波状结构，具有低的膜弹性模量。采用电致形变技术，通过扫频实验研究了频率对人血清白蛋白胶囊界面流变特性的影响。流变性能的计算纳入粘弹性电流体动力学模型的振荡响应的胶囊。结果表明，弹性响应占主导地位，在高频区。因此，电变形技术允许研究非常高的频率1 Hz至1 kHz的影响，这在传统的流变仪中是不可能的。
2022-08-07 cond-mat.soft
Direct calculation of interfacial tensions from computer simulation: Results for freely jointed tangent hard sphere chains
我们开发了一种方法来计算表面自由能的概率分布的基础上徘徊接口。使用一个简单的扩展的NpT采样，我们允许界面区域随机探测可用的空间和评估的表面自由能从直方图分析和相应的平均值。该方法适用于研究系统的连续或不连续的潜力，因为它不需要显式的维里评估。将该算法与已知的Lennard-Jones和Square Well流体的表面张力以及珠-弹簧模型的界面张力的计算结果进行了比较，发现两者吻合较好，并计算了宽链长和密度范围内的切向硬球链在无热壁面上的界面张力.结果进行了比较，与三种不同的理论方法，标度粒子理论，于和吴密度泛函理论和解析近似的基础上，后者的方法。而SPT只产生定性的结果，最后两种方法被发现产生非常好的协议与模拟。
2007-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Contact area of rough spheres: Large scale simulations and simple scaling laws
我们使用分子模拟研究非粘性和粘性的原子尺度接触的粗糙球半径范围从纳米到微米超过十个数量级的施加法向载荷。在最低载荷下，界面力学由接触的第一个粗糙体的接触力学决定。接触面积对法向力的依赖性在中等载荷下变为线性，在最大载荷下变为赫兹。通过结合理论的名义上平坦的粗糙表面和光滑的球体的极限情况下，我们提供了无参数的分析表达式的接触面积在整个范围内的负载。我们的研究结果建立了一系列的有效性，共同的近似，忽略曲率或粗糙度在建模对象的尺度从原子力显微镜的提示，滚珠轴承。
2016-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electrical contact with dielectric breakdown of interfacial gap
本研究针对电接触界面，考虑接触区域外空气介电击穿的影响，结合修正帕邢定律开发数值模型及低电压下的闭合解，揭示了忽略放电的误差并阐明电流密度分布规律，为粗糙表面放电接触建模奠定基础。
2024-11-25 cond-mat.soft
State, rate and temperature-dependent sliding friction of elastomers
本文对低速（<= 200 μ m·s^{-1}）下粗糙弹性体与粗糙硬玻璃之间多接触界面的非稳态摩擦特性进行了实验研究。这些系统，其中的变形对摩擦的贡献是可以忽略不计的，表现出一种现象，这是类似于观察到的非弹性体材料在相同的多接触配置，并定量描述的状态和速率相关的摩擦定律。这允许明确确定的两个贡献的粘附摩擦混合在稳定的滑动：界面剪切应力，出现热激活的形成和断裂的分子键，和真正的接触面积的演变通过粘弹性蠕变的承载凸体。
2000-05-31 cond-mat.soft
Effect of surface roughness on rate-dependent slip in simple fluids
利用分子动力学模拟研究了分子尺度表面粗糙度对液膜滑移行为的影响。对于原子级光滑的刚性壁和液/固界面的无公度结构，滑移长度几乎随剪切速率线性增加。壁面原子的热涨落导致了有效的表面粗糙度，这使得滑移长度对剪切速率的依赖性很弱。随着壁的弹性刚度的增加，表面粗糙度平滑，并再次恢复强的速率依赖性。周期性和随机波纹刚性表面减少滑移长度和剪切速率的依赖性。
2007-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Sparse Sampling of Water Density Fluctuations in Interfacial Environments
表面附近的水密度波动的自由能，特别是罕见的低密度波动，作为表面疏水性的可靠指标;它是更容易取代界面水，更疏水的下面的表面。然而，表征这种罕见波动的自由能需要计算昂贵的非玻尔兹曼采样方法，如伞形采样。这种固有的计算费用与伞采样使得它具有挑战性的极化率或电子结构的影响界面波动的作用进行调查。重要的是，它还限制了体积的大小，这可以用来探测界面波动。后者在表征具有分子水平异质性的大表面的疏水性方面特别重要，例如由蛋白质呈现的那些。为了克服这些挑战，在这里，我们提出了一种方法的稀疏采样的水密度波动，这是大约两个数量级更有效的伞采样。我们采用热力学积分来估计有偏见的合奏之间的自由能差异，从而规避相邻的有偏见的分布之间的重叠伞抽样要求。此外，明智的选择的偏置电位允许这样的自由能差估计使用短的模拟，使水密度波动的自由能得到使用只有几个，短的模拟。利用该方法的效率，我们表征了蛋白质泛素的整个水化壳中的水密度波动;平均含有600多个水的大体积。
2015-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface roughness induced stress concentration
针对表面粗糙度引起的应力集中问题，计算了随机粗糙表面在均匀拉应力下的表面应力概率分布，数值模拟表明最大局部拉应力可达施加应力的约10倍，并探讨了其对塑性变形和裂纹扩展的影响。
2023-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
