Microchannel flow of a shear-banding fluid: enhanced confinement effect and interfacial instability
利用微粒子成像速度技术，首次解析了直微通道中蠕虫状剪切带流动的三维结构。该研究揭示了两种效应，这应该是通用的剪切带流：第一个是一个强大的放大的约束引起的边缘的通道，第二个是剪切带之间的界面的不稳定性。详细的定量比较，我们的实验测量与扩散的Johnson Segalman模型的理论研究导致极好的协议。我们的研究澄清了剪切带流动不稳定性的性质，并表明，尽管具有挑战性的复杂性的情况和不确定性，关于他们的分子结构，剪切带流动在受限的几何形状是服从定量建模，一个功能，打开途径，以他们的实际应用。
2009-09-07 cond-mat.soft
Confinement-induced alternating interactions between inclusions in an active fluid
在悬浮在较小颗粒的热化浴中的胶体夹杂物系统中，浴在夹杂物之间产生吸引力，主要来自熵源，称为耗尽力。在活性浴颗粒的情况下，浴介导的力的性质从吸引力急剧变化为排斥力，因为颗粒活性的强度增加。我们研究这种浴介导的有效相互作用的胶体包裹体在浴的自推进布朗粒子，被限制在一个狭窄的平面通道。发现受限对胶体颗粒之间的相互作用有很强的影响，然而，这主要取决于通道内的胶体取向。约束对胶体圆盘相互作用的影响是由活性粒子在表面边界上的分层控制的。这可以作为竞争因素出现，涉及通道壁和胶体内含物在其自身附近积聚活性颗粒的倾向。
2019-12-23 cond-mat.soft
Theory of rheology in confinement
流体的粘度通常根据动力学机制来理解，即，粒子碰撞，或通过例如施加剪切时的结构变形而施加的热力学碰撞。通常前者不太相关，（阻尼）布朗粒子被认为是良好的流体模型系统。我们制定了一个通用的理论方法，流变学在禁闭，多粒子扩散方程的基础上，通过经典的密度泛函理论评估。我们讨论了两个平行壁作相对运动时的粘性随壁距的变化。
2015-09-27 cond-mat.soft
Fluids in Extreme Confinement
对于具有二维密度$n$的极端受限流体，在狭缝几何中的可达宽度$L$，我们证明了在极限$L\to 0$的横向和横向自由度解耦，后者成为理想气体。对于小的壁面分离，横向自由度可以积分出来，并重新归一化的相互作用势。我们确定$n L^2 $作为封闭问题的隐藏的小参数和有效的两体势的分析，这允许计算的自由能准确的领先修正。解释，我们映射到一个2D流体的磁盘与有效的硬核直径和软边界层的硬球在极端限制的流体。二维相变是稳健的，并且转变点经历移位${\cal O}(n L^2)$。
2013-02-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic interactions induce anomalous diffusion under partial confinement
在部分约束下，胶体颗粒的运动被限制在一个平面上，但它们的动力学受到流体动力学相互作用的影响，流体动力学相互作用是由包埋流体的无约束三维流动介导的。我们证明，这种维数失配引起的特征发散的二维集体扩散系数的胶体单层。这一结果，独立于特定的单分子层中的颗粒间的力，是完全由于运动学约束的胶体颗粒，它是不同于已知的发散的纯二维流体中的传输系数。
2013-05-16 cond-mat.soft
Confinement-mediated phase behavior of hydrocarbon fluids: Insights from Monte Carlo simulations
多孔介质中烃类流体的相行为与体相环境中的相行为有很大的差异，这是由于多孔介质中存在小于10 nm的孔隙所致。虽然实验和模拟已经测量了天然和合成纳米孔中限制的烃的气泡/露点和吸附等温线，但通过表面润湿性和化学调节的流体-孔相互作用的强度方面的限制效应已经得到了无休止的讨论。更重要的是，禁闭引起的现象的基本物理学仍然模糊不清。在这项工作中，我们研究了正己烷的相行为和毛细凝聚，以了解在分子水平上的限制的影响。为了系统地研究孔效应，我们构建了两种类型的壁约束;一种是由斯蒂尔势描述的无结构的虚拟壁，另一种是表面经羟基改性的全原子无定形二氧化硅结构。我们的数值计算结果表明，流体孔隙相互作用，孔隙尺寸和孔隙形态的影响，在介导的压力-体积-温度（PVT）的烃类性质的重要性。这项工作最显着的发现是，从范德华型吸附等温回路预测的饱和压力可以相对于体相升高或抑制，如图形摘要所示。由于表面能（即，流体-孔隙相互作用）降低，等温蒸气压增加，表明流体更倾向于以蒸气状态存在。流体-孔隙相互作用的充分减少甚至可以将蒸气压升高到本体流体的蒸气压以上。
2020-03-06 cond-mat.soft physics.comp-ph
Critical adsorption and critical Casimir forces for geometrically structured confinements
我们研究的流体的行为，限制几何结构的基板，在接近临界点T = Tc在其体相图。作为一般的衬底结构的周期性阵列的楔形和脊被认为是。基于一般的重整化群参数，在平均场近似下，计算了靠近单一结构基底的流体的序参量分布的普适标度函数，并讨论了其空间变化衰减到体相的过程.我们比较了在波纹基板上的过量吸附在平面壁。临界流体被两个壁限制在它们之间产生有效的临界卡西米尔力。我们计算相应的通用尺度函数的正常临界Casimir力之间的平面和几何结构的基板，以及两个相同的图案基板之间的横向临界Casimir力。
2008-10-31 cond-mat.soft
On force balance in Brinkman fluids under confinement
本文研究了受限Brinkman流体中点力的平衡问题，利用Lorentz互易定理确定不同几何形状下多孔介质、壁面及开放边界的力分布，并通过解析解验证，为胞质环流和中心体定位等细胞过程提供理论见解。
2025-02-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Confinement-Induced Pumping of Chiral Active Fluids
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）；Shenzhen University（深圳大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本文通过介观模拟发现，具有内在不对称性的通道能自发产生净通量，无需外部力，从而将手性活性流体的微观旋转转化为宏观定向输运，为自驱动微流控泵送提供新策略。
2026-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Undulatory swimming in viscoelastic fluids under confinement
该研究以秀丽隐杆线虫为模型，实验探究受限条件下粘弹性流体中的波动式游动行为，结合弹性细丝理论揭示了受限强度与魏森贝格数对应力响应及游动速度的调控机制。
2023-11-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Two-fluid model for locomotion under self-confinement
幽门螺杆菌通过侵入保护上皮细胞的粘液层引起人类胃溃疡。它通过化学改变粘液的流变特性从高粘度凝胶到低粘度溶液，在其中它可以自我推进。我们开发了一个双流体模型下自生约束的游泳过程。我们精确地解决了位于两个牛顿流体的球对称系统中的球形游泳者的流动和运动速度，该系统的边界随游泳者移动。我们还分别讨论了不动外部流体的特殊情况。在所有的情况下，我们都考虑了流场，它们的空间衰减，以及粘度比和限制程度对模型游泳者运动速度的影响。流动的空间衰减保持与单一流体中的运动相同的幂律衰减，但幅度减小。独立的假设选择来解释限制对游泳者施加的驱动的影响，其运动速度总是随着限制程度的增加而减小。我们的建模结果表明，一个低粘度区域的至少六倍的有效游泳者的大小需要导致游泳的速度类似于运动在一个无限的流体，对应于一个区域的大小以上$\approx 25~μ$ m的幽门螺杆菌。
2017-09-05 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Confinement geometry governs the impact of external shear stress on active stress-driven flows in microtubule-kinesin active fluids
本研究揭示受限几何形状会调控活性流体对外加剪切应力的响应，板状结构引发全局应力竞争与流动主导权转变，环状结构诱导局部自组织重构，为结合几何设计与外场调控活性流体行为提供了新途径。
2025-08-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Oscillatory collective motion in viscoelastic and elastic active fluids and solids under circular confinement
本文证明圆形约束下活性生物膜中发现的振荡旋转与平移集体运动模式具有普适性，可广泛存在于粘弹性流体和固体中，弹性固体仅为极限情形。
2025-02-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Ordering of hard rectangles in strong confinement
利用转移算符和基本测度理论，研究了两平行硬壁间硬矩形的结构和热力学性质。选择矩形的边长（$L$和$D$，$L>D$）和孔宽度（$H$），使得允许以平面顺序（$L$平行于壁）形成最多两层，而仅一层以垂面顺序（$D$平行于壁）形成。我们观察到三种不同的结构：（i）一个低密度的流体相与平行对齐的壁，（ii）一个中间和高密度的流体相，两层和平面有序和（iii）一个致密的单一流体层与垂面有序。这些相的出现和有序方向随密度的变化是$L$和$H$的不同紧密堆积结构的结果。有趣的是，如果$L$接近于$H$，则随着密度的增加甚至可以观察到三种不同的结构。
2017-02-23 cond-mat.soft
Surface Phase Transition in Anomalous Fluid in Nanoconfinement
我们通过分子动力学模拟探索了刚性和柔性纳米孔内的反常流体的化学行为。流体由两个长度尺度势来模拟。在散装这一系统表现出密度和扩散的异常行为在液态水中观察到的。我们发现，刚性和柔性纳米孔内的异常流体形成层。随着纳米孔体积的减小，刚性表面表现出与层数变化相关的三个连续的一阶相变。这些相变对于柔性约束是不存在的。我们的研究结果表明，约束的性质是相关的约束液体的性质，这表明，在碳纳米管中的限制应该是完全不同的生物通道中的限制。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phenomenology and physical origin of shear-localization and shear-banding in complex fluids
我们回顾和比较的现象学方面和物理起源的剪切局部化和剪切带在各种类型的材料，即乳液，悬浮液，胶体，颗粒材料和胶束系统。看来，剪切带，这必须区分于简单的效果共存的静态流动区域的屈服应力流体，发生在一个渐进的演变的形式的局部粘度朝着两个显着不同的值在两个相邻区域的流体中的应力采取略有不同的值。这表明，从全球的角度来看，剪切带在这些系统中有一个共同的物理起源：两个物理现象（例如，在胶体中，由于流动和重组由于老化破坏）是在竞争，并根据流动条件，其中之一成为主导，使系统在一个特定的方向发展。
2010-02-09 cond-mat.soft
Tracer diffusion of hard-sphere binary mixtures under nano-confinement
近年来，纳米和微米通道中的扩散现象引起了人们的广泛关注，因为它与许多技术、医学和工业应用密切相关。在本文中，我们采用动力学的方法来研究如何限制在纳米结构的几何形状影响流体混合物的扩散性能，并导致外观的属性不同于散装系统。特别是，我们推导出一个表达式的摩擦张量的情况下，大量的流体混合物局限于一个狭窄的狭缝具有起伏的墙壁。边界粗糙度导致横向扩散的新机制，并且甚至可以导致沿着通道的有效扩散大于对应于等效截面的平面通道的扩散。最后，我们讨论了减少以前的方程到一个一维的有效扩散方程中的熵项封装的几何信息的通道形状。
2015-09-29 cond-mat.soft
Weighted density Lattice Boltzmann approach to fluids under confinement
为了改进对输运系数的描述，重新考虑了最近为研究强非均匀流体而引入的类Enskog动力学方法。该方法是基于流体动力学和非流体动力学部分之间的相互作用的分离。后者是在一个简单的松弛近似处理。我们表明，通过考虑非流体动力学部分通过加权密度近似，我们得到了更好的预测的输运系数。由于动力学方程的简单性，我们能够通过格子玻尔兹曼方法数值求解存在非均匀性（例如限制表面）时的相空间分布。分析估计这些修正的重要性，在散装条件下的传输系数。本文研究了硬球流体在两平行光滑壁面间的Poillille流动，确定了它们的孔平均性质。
2013-04-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Single-particle and collective slow dynamics of colloids in porous confinement
利用分子动力学模拟研究了无序多孔介质中硬球流体的慢动力学行为。不连续和连续玻璃化转变的存在，以及单粒子和集体动力学之间的复杂的相互作用，以及捕获最近扩展的模式耦合理论的多孔介质中的流体。通过引入流体和基质颗粒之间的尺寸差异以及相互作用中的柔软度，研究了模式耦合理论预测胶体相关模型的普遍性程度。
2009-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flexoelectric fluid membrane vesicles in spherical confinement
对球形限制性弯电流体膜囊泡在外加均匀电场中的形态进行了数值研究。由于限制引起的变形，膜变得极化，导致与外部场的相互作用。在没有电场的情况下，囊泡的平衡形状可以在几何相图中分类为缩放面积和缩减体积的函数[1，2]。当膜的面积仅略大于限制球的面积时，出现单个轴对称内陷。非零电场诱导受限囊泡的额外伸长，其取决于电场参数的符号是垂直的或平行的。表面积或电场参数的较高值可降低系统的对称性，导致更复杂的折叠。我们提出了由此产生的形状，并表明，过渡线转移的存在下，一个电场。所获得的折叠模式可能是生物物理和技术应用的兴趣。
2020-06-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Confinement-induced Self-Pumping in 3D Active Fluids
二维活性流体显示从湍流到相干流的过渡时，减少限制几何形状的大小。最近的一个实验表明，在三维的行为是显着不同的，出现的流动过渡从湍流相干后，\emph{increasing}的限制高度，以匹配的宽度。使用一个简单的流体动力学模型的悬浮液的可扩展的棒状单位，我们提供了理论解释这一令人困惑的行为。此外，使用广泛的数值模拟支持的理论论据，我们绘制出的条件，导致相干流和阐明的限制通道的纵横比所发挥的关键作用。我们确定的机制适用于一大类的对称性和推进机制，导致一套统一的设计原则，自泵3D主动流体。
2021-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strong confinement of active microalgae leads to inversion of vortex flow and enhanced mixing
在粘性流体中游动的微生物在它们产生的流场中留下了它们的推进机制。这些游泳者在刚性边界之间的极端限制经常出现在自然和技术背景下，但在这种情况下，他们的力学测量是缺席的。在这里，我们表明，强烈限制两个平行的板之间的microcarbon Chlamydium不仅抑制其运动性通过接触摩擦的墙壁，但也导致，纯粹的机械原因，反转周围的涡流。从实验的见解导致简化的流场的理论描述的基础上准2D Brinkman近似的斯托克斯方程，而不是通常的方法的图像。我们认为，这种涡流反转提供了增强流体混合的优势，尽管更高的摩擦。总的来说，我们的研究结果提供了一个全面的框架，分析集体流动的强烈限制游泳。
2021-11-17 cond-mat.soft
Non-linear rheology of a nanoconfined simple fluid
我们探测的流变学模型液体八甲基环四硅氧烷（OMCTS）限制到分子薄膜，使用一个独特的表面力装置允许探索大范围的剪切速率和限制。因此，我们表明，OMCTS下增加约束表现出的粘度增强和非线性流动特性的剪切过冷液体接近其玻璃化转变。此外，我们还研究了封闭OMCTS通过“挤出”前沿的传播排水。由Becker和Mugele提出的流体动力学模型[Phys. Rev. Lett. { \bf 91}，166104（2003）]来描述这样的前沿动力学导致与流变学测量所证明的动力学减速明显矛盾的结论，这表明前沿传播不受限制膜中的大规模流动控制。
2010-02-05 cond-mat.soft
Shape, confinement and inertia effects on the dynamics of a driven spheroid in a viscous fluid
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）；EPCC, The University of Edinburgh（爱丁堡大学 EPCC）；University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）
研究了在粘性流体中约束的spheroid动力学，发现粒子长宽比、约束强度和流体惯性影响其运动，非约束情况下，特定长宽比的椭球体具有最大平移速度，约束下最优长宽比转向扁平形状，流体惯性打破闭合轨迹，产生新的稳定点。
2026-03-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shapes and dynamic regimes of a polar active fluid droplet under confinement
本研究探究受限条件下含收缩极性流体的活性液滴的行为，发现其形状和动态模式由收缩应力、液滴弹性与通道宽度共同调控，证实几何受限可用于控制活性液滴推进方向。
2023-05-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermodynamics predicts how confinement modifies hard-sphere dynamics
我们研究如何限制平衡硬球流体限制性的一维和二维通道与光滑的相互作用的墙壁修改其结构，动力学和熵，使用分子动力学和过渡矩阵蒙特卡罗模拟。虽然禁闭强烈影响局部结构，自扩散率，过剩熵，和平均流体密度之间的关系，一个很好的近似，独立的通道宽度或颗粒壁相互作用。因此，热力学可以用来预测约束如何影响动力学。
2005-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of confinement between attractive and repulsive walls on the thermodynamics of an anomalous fluid
本文用分子动力学模拟研究了一种受限于狭缝孔中的反常流体的热力学性质。我们发现，封闭流体的均匀部分的相图移动到更高的温度，密度和压力相对于散装，但它可以重新标度的散装情况下。我们计算了一个温和的增加流动性的均匀封闭的流体，我们解释为分层的结果，由于限制和集体模式，由于远程相关性。我们发现，在散装，封闭流体的结构，扩散和密度异常，该命令在水一样的层次结构，和液-液临界点（LLCP）。整体异常区域移动到更高的温度、密度和压力，并且LLCP与体相比较移位到更高的温度。受实验的启发，我们还计算了相图，不仅限于均匀的部分，但对于整个流体在孔隙中，并表明它是转向更高的压力，但保留了热力学，包括LLCP。由于我们的模型具有类似水的性质，我们认为，在实验中，过冷水被限制在狭缝孔中，如果亲水，宽度> 3 nm，如果疏水，宽度> 1.5 nm，LLCP的存在可能比在散装中更容易测试，在散装中它是不可直接访问的。
2016-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density functional theory for Baxter's sticky hard spheres in confinement
最近已经表明，Baxter粘性硬球流体的自由能在非均匀硬球流体的基本测量理论（FMT）的框架内被唯一地定义，只要它服从标度粒子理论和直接关联函数的Percus-Yevick（PY）结果[Hansen-Goos和Wettlaufer，J. Chem. Phys. { \bf 134}，014506（2011）]。在这里，结合一个新的矢量加权密度的FMT的常见版本的加权密度，我们得到了相关的强限制极限的分歧的正则化。此外，出现的简单自由能在零维极限下是精确的，不影响基本的状态方程，并产生不同于PY表达式的直接关联函数。与体对关联函数和约束密度分布的模拟数据的比较表明，新的理论是显着更准确的比基于PY的结果。最后，所得的自由能适用于玻璃的粘合剂硬球。
2011-12-15 cond-mat.soft
Tagged-particle dynamics in a fluid adsorbed in a disordered porous solid: interplay between the diffusion-localization and liquid-glass transitions
导出了无序多孔介质中吸附的流体中的慢单粒子动力学的模式耦合理论，其补充了先前关于集体动力学的工作[V. Krakoviack，Phys.Rev.E75，031503（2007）]。它的方程，像以前的，反映了约束诱导的松弛现象和玻璃态动力学之间的相互作用，通过存在两个贡献的存储内核，这是线性和二次的密度关联函数的缓慢的一部分，分别。从两个简单的模型与纯硬核相互作用的数值解，它表明，两种不同的情况下的扩散-本地化过渡的结果，取决于约束的强度。对于弱约束，这种转变是不连续的，与理想的玻璃化转变相一致，就像在单组分体系统中一样，而对于强约束，它是连续的，并且在集体动力学变得非遍历之前发生。在后一种情况下，玻璃化转变表现为二次转变，它可以是连续的或不连续的，在已经被捕的单粒子动力学。在所有这些过渡附近发现的异常动力学的主要特点进行了审查和详细的计算说明。
2009-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A lattice Boltzmann study of particle settling in a fluctuating multicomponent fluid under confinement
我们提出了介尺度数值模拟的基础上耦合的波动格子玻尔兹曼方法（FLBM）的多组分系统与润湿有限尺寸颗粒模型。这种新的耦合方法被用来研究在一个固定的正方形截面的受限通道中的恒定体积力驱动的球形颗粒的运动。在热波动的作用下，通道充满两种液体的混合物。在没有波动的情况下经过一些验证步骤后，我们研究了在改变热能、施加的力、颗粒尺寸和颗粒润湿性时颗粒速度的波动。相对于平均沉降速度的波动的重要性进行定量评估，特别是在比较无约束的情况下。结果表明，约束的预期效果是非常好的捕获的数值模拟，其中的约束强烈地提高了速度波动的重要性，这可以是一个数量级大于预期的无约束域。所观察到的结果强调了所提出的方法的多功能性，在突出的约束的存在下的热波动的粒子的运动的影响。
2022-12-02 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Route to turbulence via oscillatory states in polar active fluid under confinement
本研究在受限极性活性流体中发现了通过振荡态到达活性湍流的新路径，开发了适用于任意边界形状的GPU计算方案，揭示了圆形受限下的多阶段转变及哑铃形边界中转变点的独特几何依赖性。
2023-04-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.CD
Confinement-induced motion of ciliates
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
研究纤毛虫运动，通过引入粗粒化为正弦表面滑移速度的后行波，利用润滑理论简化问题至Adler方程，揭示其振荡和弹道式游动机制及在波纹通道中可反向游动的现象。
2026-07-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Confinement and shear effects on the rotational diffusion of a minimal virus-inspired colloidal particle
División de Ciencias e Ingenierías, Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学理学院与工程学院）
通过耗散粒子动力学模拟，研究振荡剪切流和受限空间对带有二聚体的刚性球体（模拟包膜病毒）旋转扩散的影响，发现旋转扩散系数受流动振幅强烈调制，而受刺突数量影响较弱。
2026-05-26 cond-mat.soft
Confinement effects on the properties of Janus dimers
限制已被建议作为一种工具来调整纳米粒子，表面活性剂，聚合物和胶体的自组装性能。在这种方式下，我们探索的Janus纳米粒子的相图使用分子动力学模拟。纳米颗粒被建模为二聚体，由一个单体，通过标准的Lennard Jones势和另一个单体，使用两个长度尺度肩电位建模相互作用。这种特殊设计的纳米粒子在本体中表现出独特的自组装结构和水状扩散异常。我们的研究结果表明，除了在散装观察到的聚集体，新的结构下观察到的限制。此外，流体相的动力学和热力学行为也受到影响。该系统表现出可重入的流体相和密度异常。这两个特征在批量中均未观察到。我们的研究结果表明，几何约束导致新的结构，几何和动力学行为的Janus纳米粒子。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Phase Diagram and Criticality of the Modified Primitive Electrolyte Model in Bulk and in Inert and Conducting Confinement
Stuttgart Center for Simulation Science (SC SimTech), University of Stuttgart（斯图加特大学）；Institute for Computational Physics, University of Stuttgart（斯图加特大学计算物理研究所）；Institute for Physics of Functional Materials, Hamburg University of Technology（汉堡工业大学功能材料物理研究所）
研究了导电约束中修改的原始电解质模型的本征体和临界性，揭示了约束对临界点的影响及导电边界对化学势的作用。
2025-12-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-monotonic effect of confinement on the glass transition
玻璃形成液体和它们的结构的松弛动力学的影响在附近的限制壁。考虑到这种效应在科学和工业领域中应用的巨大潜力，其中液体在强约束下发生（例如，随着纳米技术的发展，研究这种非单调行为的各个方面和后果的研究人员数量迅速增加。这篇评论的目的是提供一个概述的研究活动在这个新兴的领域。我们首先简要地讨论如何竞争机制，如包装效果和短程吸引力可能会导致在散装的非单调玻璃化转变的情况。然后，我们分析禁闭效应的流体动力学使用的热力学路线，涉及到单粒子动力学的过剩熵。此外，与Widom的插入概率的扩散动力学，振荡的局部动力学密度在中等密度相当好地描述。然而，在高密度属于过冷制度，这种方法打破了强烈的集体效应的发病信号。事实上，禁闭引入了一个新的长度尺度，在高密度和小孔径的限制竞争的流体的短程局部秩序。这引起了一个非单调依赖的包装结构上的限制，与相应的效果上的动态结构松弛。这种非单调效应也发生在锥板式通道的情况下，其中限制的程度随着距顶点的距离而变化。这是一个非常有前途的问题，为未来的研究揭示交替玻璃和液体状域的存在的可能性。
2021-08-10 cond-mat.soft
Probing interface localization-delocalization transitions by colloids
界面局域化-离域化转变（ILDT）发生在两相流体中的狭缝与竞争的偏好的两个流体相的壁限制。在低温下，两相之间的界面局限于其中一个壁。随着温度的升高，它会松开。虽然在理论和计算上进行了深入的研究，但由于在解决流体结构的细节方面存在严峻的挑战，这种转变尚未在实验上观察到。在这里，使用平均场论和蒙特卡罗模拟的伊辛模型，我们建议检测这些ILDT通过使用胶体。我们表明，有限的大小和波动引起的力作用在一个胶体局限在这样一个系统中经历了生动的变化，如果在降低温度，界面定位在一个墙壁。这种变化可以作为一个更容易获得的过渡实验指标。
2018-12-31 cond-mat.soft
Shear localization in a model glass
使用分子动力学模拟，我们表明，一个简单的模型的玻璃材料表现出剪切局部化现象中观察到的许多复杂的流体。在低剪切速率下，系统分离成流化剪切带和未剪切部分。这两个波段的特点是一个非常不同的动力学探测的本地中间散射函数。此外，在非常小的剪切速率下观察到粘滑运动。我们的研究结果，这打开了探索复杂的流变行为，使用模拟的可能性，进行比较，最近的各种软玻璃的实验。
2002-08-26 cond-mat.soft
Two-dimensional Vesicle dynamics under shear flow: effect of confinement
采用二维格子Boltzmann方法研究了两平行平板间剪切流作用下单个囊泡的动力学行为。我们首先介绍了我们如何适应的格子玻尔兹曼方法模拟囊泡动力学，使用的方法从浸没边界法。在欧拉规则固定网格上计算流体流动，而囊泡膜的位置由拉格朗日移动网格跟踪。作为基准测试，已知的囊泡平衡形状在静止的流体中被发现和简单剪切流动下的囊泡的动力学行为被再现。此外，我们专注于调查的动态约束的效果，到目前为止，很少有人关注的问题。特别是，我们研究了如何在坦克踩踏制度的囊泡稳定的倾角取决于禁闭的程度。分析了约束对复合流体有效粘度的影响。在一个给定的减少体积（溶胀度）的囊泡，我们发现，无论是倾斜角，和膜坦克踩踏速度随限制的增加而减少。在足够大的约束度下，坦克踩踏速度表现出非单调的依赖于约化体积和有效粘度表现出非线性行为。
2011-05-31 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Flexible confinement leads to multiple relaxation regimes in glassy colloidal liquids
理解过冷流体的弛豫是一个重大挑战，限制这样的系统可能会导致令人困惑的行为。在这里，我们利用光学限制胶体模型系统中，我们使用减少的压力作为控制参数。系统的动力学在低压和中等压力下是“Arrhenius”，但在高压下弛豫比预期的要快。我们将这种更快的松弛与由于柔性壁使系统中的局部有序而导致的邻近限制边界的密度降低相关联。
2020-11-08 cond-mat.soft
Diffusion Enhancement in Core-softened fluid confined in nanotubes
我们研究了约束效应对核软化流体动力学行为的影响。流体被建模为两个长度尺度的潜力。这种潜在的散装复制的异常行为中观察到的密度和扩散的液态水。利用$NpT$分子动力学模拟对这两种长度尺度的纳米管中的流体进行了模拟。我们得到的扩散系数随着纳米管半径的增加，如预期的正常流体的宽通道。然而，对于窄通道，限制显示出增强的扩散系数时，纳米管半径减小。这种行为，观察到的水，解释的框架中的两个长度尺度的潜力。
2012-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An exact formalism to study the thermodynamic properties of hard-sphere systems under spherical confinement
本文提出了一种改进的巨正则系综，它为研究受限少体类流体非均匀系统提供了一种新的简单有效的方案。新的形式主义实施调查的硬球（HS）流体类系统的精确热力学性质，最多三个粒子被限制在一个球形空腔。此外，该系统的配分函数被用来分析的多HS系统的表面热力学性质，并推导出精确的曲率依赖的表面张力和吸附的密度的幂。得到了多- HS体系在固定硬球外的表面张力和吸附量的表达式。我们用这些结果来推导流体衬底托尔曼长度的依赖性，以一阶密度。
2014-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Localization and diffusion of tracer particles in viscoelastic media with active force dipoles
体内光学跟踪实验表明，在ATP存在下，生物细胞中颗粒的扩散强烈增强，并且动物细胞的实验数据先前可以在凝胶的现象学模型中重现，其中肌球蛋白马达在凝胶中起作用[EPL 110，48005（2015）]。在这里，考虑凝胶的双流体模型，其中活性大分子（描述为力偶极）在弹性和流体分量中循环运行。通过粗粒化，得到了示踪粒子显示局部变形和局部流体流动的有效运动方程。变形示踪剂的方程与早期的唯象模型一致，从而证实了这一点。对于流动示踪剂，由流体组分中的主动力偶极子引起的扩散增强，因此由于代谢活动，后一种效应可以解释为什么ATP-在骨骼中缺乏分子马达的细菌中，或者当肌球蛋白马达的活性被化学修饰时，也可以观察到依赖性扩散增强。压抑
2017-02-22 cond-mat.soft
Dynamic arrest of colloids in porous environments: disentangling crowding and confinement
利用数值模拟，我们研究了胶体硬球流体吸附在无序硬球障碍物矩阵的缓慢动力学。我们分别计算了自由粒子和俘获粒子对单粒子动力学关联函数的贡献。该分离基于Delaunay镶嵌，以将流体颗粒中心可访问的空间划分为分离和断开的空隙。我们发现，捕获的颗粒到断开的空隙的矩阵是负责的外观的非零的长时间高原的单粒子中间散射功能的完整的流体。亚扩散指数$z$，从对数导数的均方位移，观察到被困粒子的运动基本上是不受影响的：接近渗流过渡，我们确定$z \simeq 0.5$的完整的流体和颗粒移动在膨胀的空隙。值得注意的是，相同的值的$z$被发现在单列扩散，也预测沿扩散定位线的模式耦合理论。我们还揭示了微妙的动态异质性的影响，在自由和被困的流体颗粒的组成部分，并讨论了微观机制，有助于这种现象。
2011-06-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Subcritical Pitchfork Bifurcation Transition of a Single Nanoparticle in Strong Confinement
Pusan National University（釜山国立大学）；Sogang University（西江大学）
研究通过分子动力学模拟揭示了单纳米粒子在强约束下经历亚临界叉状分岔转变的现象，揭示了约束对粒子行为的影响及分子流体动力学发展的必要性。
2025-04-02 cond-mat.soft physics.chem-ph
Structural properties of hard-disk fluids under single-file confinement
本研究通过将受限单文件硬圆盘流体精确映射为一维非加和硬棒混合物，解析推导其结构与热力学性质，结果与模拟高度吻合，并揭示了高压缺陷消失的标度行为与长程结构特征。
2023-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Equation of state of hard-disk fluids under single-file confinement
本文利用精确传递矩阵解研究单列硬盘流体的状态方程，给出低压维里系数和高压渐近行为，并提出两种简单近似，与精确解和模拟结果进行系统比较。
2023-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Rheology of bacterial suspensions under confinement
作为活性流体的典型模型，细菌悬浮液显示出与其对应的胶体悬浮液截然不同的有趣的流变响应。尽管大量细菌悬浮液的流动已经被广泛研究，但限制下的细菌悬浮液的流变学尚未被实验探索。在这里，使用微流控粘度计，我们系统地测量稀E的流变性。大肠杆菌悬浮液在不同程度的限制。我们的研究揭示了一个强大的限制效应：细菌悬浮液的粘度大幅下降时，限制规模是可比的或小于细菌的运行长度。此外，我们还研究了剪切流中细菌悬浮液的微观动力学，包括速度分布，细菌密度分布和单个细菌的动力学。这些测量使我们能够构建一个简单的启发式模型的基础上的边界层的上游游泳的细菌附近的限制壁，定性地解释了我们的实验观察。我们的研究揭示了集体细菌运动的边界层对受限细菌悬浮液流动的影响。我们的研究结果提供了一个基准测试不同的流变学模型的活性流体，是有用的了解有限的几何形状中的微生物的运输。
2019-06-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effects of nanopore and fluid structure on anomalies and phase transitions of confined core-softened fluids
我们使用分子动力学模拟来研究纳米孔和流体结构如何影响受限异常流体的动力学、热力学和结构性质。流体建模使用的ST 4原子模型的水的有效对电位。该系统具有密度，结构和动力学异常和汽-液和液-液临界点类似于散装水中观察到的量。限制是由光滑和结构化的墙壁。对于光滑约束和结构约束，约束流体的极值密度和扩散温度向较低的值移动，而压力向较高的量移动。在光滑壁的情况下，当纳米孔尺寸增加时，流体相和非晶相之间的临界点和极限显示温度和压力的非单调变化。在结构化壁的情况下，临界点的压力和温度随多孔尺寸单调变化。我们的结果解释的基础上的不同长度尺度的流体和壁面流体相互作用之间的竞争。
2015-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular dynamics simulations of active Brownian particles in dilute suspension: diffusion in free space and distribution in confinement
在这项工作中，我们报告了一种新的方法来模拟活跃的布朗粒子（ABPs）的分子动力学（MD）模拟。浸入流体中，每个ABP由头部粒子和流体的球形幻影区域组成，微型游泳者的鞭毛在该区域起作用。活性粒子的取向受随机动力学控制，取向持续时间由旋转扩散系数决定。为了流体动力学地驱动作为推动器的活性粒子，一对主动力分别施加在头部粒子和体模流体区域上。沿颗粒取向测量的主动速度与主动力的大小成比例。活性粒子的有效扩散系数是第一次在自由空间测量，显示半定量的协议与分析结果预测的极小模型的ABPs。然后，我们转向约束势中的活性粒子的概率分布。我们发现，随着取向持续时间相对于势阱中的弛豫时间的增加，静止粒子分布经历了从玻尔兹曼型到非玻尔兹曼分布的演变。从固定的分布在限制电位，扩散系数的有效部分进行测量和比较，在自由空间中获得的，显示出良好的半定量协议，而取向的持续时间变化很大，相对于弛豫时间。
2019-02-14 cond-mat.soft nlin.AO
Wrinkles and folds in a fluid-supported sheet of finite size
位于液体基底上的横向受限的薄弹性片显示出规则的起伏，称为褶皱，其特征在于空间延伸的能量分布和明确限定的波长$λ$。随着约束的增加，变形能逐渐局限于一个单一的狭窄的褶皱。一个精确的解决方案的变形的无限片材以前发现，在无限片材的皱纹是不稳定的，对本地化任意小的限制。我们提出了一个扩展的理论片有限长度的$L$，占实验观察到的折叠到折叠过渡。我们推导出一个精确的解的周期性变形的褶皱状态，和一个近似解的本地化，折叠状态。我们表明，这两个国家之间的二阶跃迁发生在一个关键的限制$Δ_F=λ^2/L$。
2015-06-25 cond-mat.soft nlin.PS nlin.SI
Localization of Shear in Saturated Granular Media: Insights from a Multi-Scaled Granular-Fluid Model
充液颗粒介质的耦合力学控制着许多自然系统的行为，如饱和土壤、断层泥和滑坡。颗粒运动和流体压力相互影响：当流体压力升高时，充满流体的颗粒系统的剪切阻力降低，因此可能引发灾难性事件，如土壤液化、地震和加速滑坡。或者，当孔隙压力下降时，这些系统的抗剪性增加。尽管颗粒-流体系统的耦合力学非常重要，但控制这种耦合的基本物理还远未被理解。我们开发了一个新的多尺度模型的基础上的离散元方法，再加上连续模型的流体压力，探索这个动力系统。该模型最近被证明捕获的孔隙度变化之间的基本反馈所产生的重排的颗粒，和局部压力变化，由于改变孔隙配置。在这里，我们报告新的结果，从连续剪切层的圆形二维晶粒的数值实验，两个平行的粗糙边界之间被困。实验使用一个固定的围压的边界上的墙壁，和一个恒定的速度施加到一个边界，如果这个系统是一个滑动的地质断层的内部充满了“断层泥”。此外，我们还控制了地层渗透率和排水边界条件。本文提出的模拟结果表明，剪切的本地化（剪切层内的一个狭窄的剪切带）是强烈的流体的存在下。而在干燥的颗粒层中，局部化的发生没有优选的位置，排水系统往往在其边界上局部化剪切。我们提出了一个缩放参数来描述剪切带中的压力偏差，并使用它来预测作为故障和断层泥属性的函数的剪切局部化的允许位置。
2013-10-18 cond-mat.soft physics.geo-ph
Order-Disorder structural transition in a confined fluid
本文利用局域分形维数分析了反常受限流体的非晶/固态到无序液态结构相变。该模型是一个由两个无限大的板约束的双尺度势相互作用的粒子质点系。在本体中，这种流体表现出类似水的异常，并在约束下形成颗粒层。它们的颗粒分布呈现出与非晶/固相有关的不同排列。本文仅对接触层进行了分形奇异谱分析。在高密度下，结构转变通过有序度来量化，以确定受约束影响的相。这一映射表明，随着温度的升高，系统的分形维数减小，这与在此类系统中研究的行为是一致的。这一结果表明，在热力学扰动下，反常受限液体呈现不同的相变，从而达到分形特征。
2015-08-07 cond-mat.soft physics.chem-ph
Diffusion under confinement: hydrodynamic finite-size effects in simulation
我们使用分子动力学模拟和流体动力学计算研究有限尺寸对受限流体中扩散的影响。具体来说，我们考虑了缝隙孔隙中的Lennard-Jones流体，界面处没有滑动，并表明除了物理相关的限制长度之外，在沿表面方向上使用周期性边界条件还会导致显着的有限尺寸效应。在体相流体的模拟中，这些影响来自周期性图像之间的假流体动力学相互作用和总动量守恒的约束。我们推导出解析表达式的修正的扩散系数的限制，延长和平坦的系统，这是在良好的协议与分子模拟的结果，除了最大的孔隙，在那里的离散性的流体粒子开始发挥作用。目前的工作意味着，使用细长的盒子计算的宽纳米孔的扩散系数遭受有限尺寸的文物，这是以前没有意识到的。此外，我们的解析表达式提供了适用于有限（可能很小）系统的模拟结果的校正。它不仅适用于分子，而且适用于所有介观流体动力学模拟，包括格子玻尔兹曼，多粒子碰撞动力学或耗散粒子动力学，这些动力学通常用于研究包括胶体粒子和聚合物的受限软物质。
2017-03-15 cond-mat.soft physics.comp-ph
