Steady State Thermodynamics for Heat Conduction -- Microscopic Derivation
从微观力学出发，导出了导热非平衡稳态的热力学关系式。扩展的克劳修斯关系式使人们能够在实验上确定热流中的二阶非平衡熵。与之相关的香农式熵的微观表达是有启发性的。当热流一定时，推广的吉布斯关系提供了线性非平衡区热力学力的统一处理。
2008-04-30 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Statistical Mechanics of Self-propelled Hard Rods
使用非平衡力学的工具，我们研究了一个模型的自推进硬杆在基板上的两个维度，以量化的相互作用的自推进和排除体积效应。我们推导的Smoluchowski方程的配置概率密度的自推进棒，包含几个修改相比，熟悉的Smoluchowski方程的热棒。作为我们的工作的副产品，我们还提出了一个纯粹的动力学推导的Onsager形式的平均场排除热硬棒之间的体积相互作用。
2010-02-19 cond-mat.stat-mech
Hyperbolic heat conduction, effective temperature and third law in the presence of heat flux
讨论了不同的非平衡热传导模型之间的一些相似性，特别是无规行走、离散变量模型和单弛豫时间近似下的Boltzmann输运方程。我们表明，在假设的有限值的热载体的速度，这些模型导致双曲型热传导方程和修正的傅立叶定律与松弛项。引入了相应的有效温度和有效熵，并进行了分析。它已被证明，有效温度，定义为几何平均的运动温度的热载体在相反的方向上移动，是由一个非线性关系，并作为一个标准的热化。结果表明，即使在非零平衡温度下，当热流趋于其最大可能值时，有效温度、热容和局部熵也趋于零。这提供了第三定律对非平衡情形的一种可能的推广。讨论了非平衡态下，特别是活性体系、电场作用下的无序半导体和绝热气体流动时，有效温度与其它温度定义的相似性。分析了单原子气体、纳米薄膜和强冲击波在非平衡热传导过程中有效温度和熵的行为。
2017-07-14 cond-mat.stat-mech
Approximating the entire spectrum of nonequilibrium steady state distributions using relative entropy: An application to thermal conduction
我们表明，分布函数的非平衡稳态（NESS）下逐渐缓慢变化的协议，可以准确地从有限的数据和已知的最接近的详细状态的系统。在这种方式下，人们只需要进行几个详细的实验，以获得整个非线性范围的非平衡分布函数。我们通过最大化的相对熵功能（MaxRent），这是成比例的Kullback-Leibler距离从一个已知的密度函数，受问题的定义和新的测量提供的约束。因此，MaxRent优于最大熵原理（MaxEnt），最大熵原理最大化香农的信息熵来估计分布，但缺乏结合额外先验信息的能力。MaxRent原理使用由单个格点组成的$ϕ^4$热传导的玩具模型来说明。一个外部协议控制的位置依赖的温度场驱动系统的平衡。两种不同的恒温计划：胡佛-霍利确定性恒温器（产生多重分形动力学下的强非线性）和朗之万随机恒温器（产生相空间填充动力学）。在协议产生的80种可能状态中，我们假设我们详细了解4种状态，其中一种状态每次用作MaxRent的输入。我们发现，MaxRent准确地近似的相空间密度函数在所有值的协议，即使当已知的分布是遥远的。然而，MaxEnt无法捕获相空间分布函数的精细细节。我们希望这种方法是有用的，在其他外部协议驱动的非平衡情况下，以及。
2014-09-22 cond-mat.stat-mech
A Stochastic Analysis of Steady and Transient Heat Conduction in Random Media Using a Homogenization Approach
基于均匀化方法，提出了一维稳态和瞬态热传导问题的一种新的随机分析方法。导热系数被假定为一个随机场K，它由一个总数为N的随机变量组成。稳态解和瞬态解T都表示为均匀化解及其空间导数，其中均匀化解是通过求解具有有效导热系数的均匀化方程获得的。对于由同分布（i.i.d）随机变量组成的K场，可以解析地得到随机解的均值和方差。T的均值和方差仅依赖于这些独立同分布变量的均值和方差，而不依赖于独立同分布变量的概率分布函数的特定形式。温度场T的变化可以分为两种贡献：系综贡献（通过均匀化温度）和构型贡献（通过不同构型）。构型的贡献被证明是成比例的局部梯度均匀化的解决方案。在均匀化溶液梯度大的位置，由于在这些位置的显着构型的贡献，发现大的不确定性的T场。基于直接蒙特卡罗方法进行了数值模拟，数值蒙特卡罗结果与随机分析结果吻合良好。
2018-08-30 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Nonequilibrium Thermodynamics of the Kovacs Effect
我们提出了一个热力学理论的Kovacs效应的基础上的想法，即玻璃形成材料的配置自由度被赶出与热浴不可逆的热收缩和膨胀的平衡。我们假设，缓慢变化的配置子系统，即由固有结构描述的系统的一部分，其特征在于有效温度，并包含体积相关的内部变量。我们研究的机制，快速，动力学振动自由度的不可逆动力学可以导致熵和有效温度的配置子系统在浴温度足够快的变化过程中增加。然后，我们使用这个理论来解释Mossa和Sciortino（MS）的数值模拟，他们观察到的Kovacs效应比实验室实验中的可行性更详细。我们的分析突出了两种机制的内部变量的平衡。在其中一种情况下，内部变量首先向由有效温度确定的准平衡状态松弛，然后随着有效温度向浴温缓慢松弛而接近真正的热力学平衡。在另一种机制中，内部变量在中间时间尺度上直接与浴温平衡，而在任何阶段都不与有效温度平衡。这两种机制对于理解MS结果似乎都是必不可少的。
2010-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Test of the Additivity Principle for Current Fluctuations in a Model of Heat Conduction
可加性原理允许计算许多一维（1D）非平衡系统中的电流分布。使用模拟，我们证实了这一猜想在1D Kipnis-Marchioro-Presutti模型的热传导的宽电流间隔。电流分布表现出高斯和非高斯的制度，并遵守Gallavotti-Cohen波动定理。我们验证了存在一个定义良好的温度分布与一个给定的电流波动。这种配置文件是独立的电流的符号，这种对称性扩展到高阶配置文件和空间相关性。我们还表明，有限时间的联合波动的电流和配置文件所描述的可加性功能。这些结果表明，可加性假设作为一个通用的和强大的工具来计算电流分布在许多非平衡系统。
2009-06-24 cond-mat.stat-mech
Heat conduction in a three-dimensional momentum-conserving fluid
能量输运的尺寸依赖性和降维对输运系数的影响对于理解纳米尺度上物质的非平衡性质至关重要。在这里，我们进行非平衡和平衡模拟的热传导在一个三维流体与多粒子碰撞动力学，与两个热壁相互作用。我们发现，大体积三维动量守恒流体具有有限的非发散导热系数。然而，对于大的纵横比的模拟箱，从3D到一维（1D）的热导率的异常行为的交叉发生。在这种情况下，我们证明了一个过渡，从正常到异常运输的能量流的适当分解。这些结果不仅直接验证了傅立叶定律，而且进一步证实了现有三维流体理论的正确性。此外，他们表明，异常的热传输也持续几乎一维流体在很大范围内的大小。
2021-04-30 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and Dynamic Stability: Extended Theories of Heat Conduction
HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利研究与教育网络维格纳物理研究中心）；Eötvös Loránd University（厄特沃什·罗兰大学）；Montavid Thermodynamic Research Group（蒙塔维德热力学研究组）；University of Messina（墨西拿大学）；Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）
本文在非平衡热力学框架下分析了超越傅里叶的传热理论稳定性，探讨了扩展热力学中不同传热理论的比较与分析。
2024-09-13 cond-mat.stat-mech
Steady state thermodynamics for heat conduction
在Oono和Paniconi提出稳态热力学（SST）的基础上，我们发展了热传导系统稳态非平衡态的唯象理论。我们发现存在唯一的自洽热力学，并给出了具体的预言，即存在新的渗透压和共存温度的变化。这些预测允许人们通过与实验进行比较来测试SST的定量有效性。
2002-08-09 cond-mat.stat-mech
Heat pump without particle transport or external work on the medium achieved by differential thermostatting of the phase space
我们提出了一种新的机制，使热流从一个较冷的区域到一个较热的区域，而不需要任何粒子传输或导体上的外部工作，从而绕过压缩机部分的经典热泵循环。我们的机制依赖于恒温的动力学和构型温度相同的粒子不同。我们保持导体的两端，这在本研究中是一个一维的$ϕ^4$链，在相同的动力学温度$T_0$，但在不同的构型温度-一端热，另一端比$T_0$冷。虽然在恒温区域内需要外部能量来实现这种差分恒温，但是在系统本身上不执行外部功。我们表明，该机制满足统计形式的热力学第二定律（波动定理）。提出的机制揭示了两个有趣的发现-（i）与传统热力学相反，传统热力学认为只有动力学温度才能控制热传导，构型温度也可以发挥重要作用，以及（ii）动力学和构型变量之间的相对温差控制热流的方向。然而，挑战在于开发实验技术，以将同一粒子的动力学和构型变量恒温在不同值。
2016-03-28 cond-mat.stat-mech
Stochastic Simulation of Nonequilibrium Heat Conduction in Extended Molecule Junctions
了解分子结中的声子热输运过程是纳米热传导和操纵领域的核心问题。在这里，我们提出了一个随机非均衡分子动力学模拟框架，研究热传输过程中的分子结和超越线性响应制度。我们使用扩展的分子模型过滤马尔可夫热库通过中间基板区域，提供一个现实的和可控的有效浴光谱密度。在频域上，对连接金基底的烷烃二醇分子的计算结果与以前的非平衡格林函数计算结果一致，并与最近的实验测量结果相符（例如，对于单分子结中的烷二硫醇，热导率约为20 pW/K）比较了使用全分子力场的经典MD模拟和基于相同力场的谐波部分的量子Landauer型计算，计算结果的相似性表明，在低频范围内，热输运是由模态主导的。不同长度的多炔的热传导模拟阐明了分子共轭对热输运的影响。
2019-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Representation of nonequilibrium steady states in large mechanical systems
最近导出了导热非平衡稳态概率分布的一种新的简明表示。该表示在“非平衡度”的二阶上是有效的，并且具有非常有启发性的形式，其中有效哈密顿量由过量熵产生确定。在这里，我们扩展到广泛的一类非平衡稳态实现的经典力学系统中的浴（水库）也定义在确定性力学。本扩展涵盖了这样的非平衡稳态与热传导，与粒子流（由外部场或由粒子库维持），并在振荡的外部场。我们还简化了推导过程并讨论了相应的满阶表示。
2008-05-20 cond-mat.stat-mech
Exact Hyperuniformity Exponents and Entropy Cusps in Models of Active-Absorbing Transition
最近对非平衡相变的研究表明，在许多系统的过渡涉及逮捕相，逮捕状态显示抑制密度波动和在过渡点的组态熵的尖点。本文研究了一维定能阿贝尔沙堆模型和一维具有$n$的守恒晶格气体中的准静态驱动，精确地确定了这两种情况下吸收态的测度，以及密度涨落和吸收态的构型熵。我们发现，这两种模型都表现出超均匀性附近的过渡，也是组态熵显示在过渡点在保守的晶格气体的尖点。
2019-12-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat Conduction, and the Lack Thereof, in Time-Reversible Dynamical Systems: Generalized Nosé-Hoover Oscillators with a Temperature Gradient
我们使用非平衡分子动力学来分析和说明平衡和非平衡（热传导）谐振子的一个恒温器和两个恒温器版本之间的定性差异。在相空间中，具有完全相同的温度场的保守非导热区可以与耗散导热区共存。
2014-04-13 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.class-ph
Intriguing Heat Conduction of a Polymer Chain
我们研究一维链的纵向以及横向运动的粒子的热传导。粒子通过二维谐波弹簧连接在一起，并具有弯曲角相互作用。利用平衡和非平衡分子动力学，发现了三种类型的热传导行为：大横向耦合时，热传导行为与系统尺寸成对数关系;中等耦合时，热传导行为与系统尺寸成1/3幂律关系;低温弱耦合时，热传导行为与系统尺寸成2/5幂律关系。结果与同一模型的简单模式耦合分析一致。1/3幂律发散应该是有横向运动的模型的一般特征。
2003-08-22 cond-mat.stat-mech
Normal heat conduction in one dimensional momentum conserving lattices with asymmetric interactions
对具有非对称相互作用的一维动量守恒晶格系统的热传导行为进行了数值研究。结果表明，在一定的相互作用不对称性下，非平衡定态的热导率收敛于临界极限，这与普遍接受的低维动量守恒系统违反傅立叶定律的观点形成鲜明对比.结果表明，在非平衡定态下，非对称相互作用引起的质量梯度可能提供了非线性相互作用以外的另一种声子散射机制.
2012-07-02 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.class-ph
Computationally feasible bounds for the free energy of nonequilibrium steady states, applied to simple models of heat conduction
本文提出基于Bogoliubov不等式和变分原理的计算可行自由能界，用于非平衡稳态系统，并以不同温度热浴耦合的谐振子链验证，可估计热通量等效应。
2024-03-16 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Heat conduction in a confined solid strip: Response to external strain
我们研究了硬盘系统中的热传导问题。该系统最初处于高密度固体状相。我们研究，通过非平衡分子动力学模拟，对外部施加的拉伸应变的热流的依赖性。应变导致固体的变形和破坏，并且我们发现内部结构的变化可以导致热流的非常急剧的变化。本文提出了一种简单的有限硬盘系统热流的自由体积型计算方法。这再现了小应变的电流-应变图的一些定性特征。
2006-07-25 cond-mat.stat-mech
Influence of Boundaries and Thermostatting on Nonequilibrium Molecular Dynamics Simulations of Heat Conduction in Solids
非平衡分子动力学（NEMD）已被广泛地用于研究许多材料在不同长度尺度下的热输运。在该方法中，两个不同温度的局部恒温器用于产生具有恒定热流的非平衡稳态。传统上，有限系统的热导率被计算为热通量与从远离局部恒温器的温度曲线的线性部分提取的温度梯度之间的比率。在这里，我们表明，与适当选择的恒温器，温度分布的非线性部分实际上不应该被排除在热传输计算。我们比较NEMD结果对那些从原子的格林函数方法在弹道制度，和那些从均匀非平衡分子动力学方法在弹道扩散制度。这些比较表明，在所有的运输制度，应该直接计算的热传导从热源和散热器之间的温度差，如果需要的话，将其转换为导热系数乘以系统长度。此外，我们发现，Langevin恒温器优于Nosé-Hoover（链）恒温器在NEMD模拟，因为它的随机性和局部性。我们表明，这是特别重要的研究不对称的碳基纳米结构，其中的诺斯-胡佛恒温器可以产生文物，导致非物理热整流。随着原子间相互作用势的准确性的迅速提高，我们的发现对于从纳米级热输运的分子动力学模拟中获得正确的结果是重要的。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Quantum bath augmented stochastic nonequilibrium atomistic simulations for molecular heat conduction
本文提出一种将量子Bose-Einstein统计以有效温度形式融入修正Langevin方程的准经典分子动力学方法，用于全温度范围分子热传导模拟，并验证了非谐性与链长效应。
2023-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Kinetic Theory of dilute gases under nonequilibrium conditions
Kim和Haykawa（J. Phys. Soc. Jpn.）{ \bf 72}，1904（2003））进行了讨论。通过稳定性分析，证明了定常解是稳定的。本文讨论了非平衡努森效应的一种可能的应用，即一个处于平衡状态的单胞与另一个处于稳态导热状态的单胞相连。这个解决方案显然表明，稳态热力学提出的Sasa和Tasaki不能用于一个天真的设置。最后给出了基于分子动力学的非平衡Knudsen效应模拟的初步结果，验证了理论的正确性。
2004-12-01 cond-mat.stat-mech
Crossover from Fermi-Pasta-Ulam to normal diffusive behaviour in heat conduction through open anharmonic lattices
研究了一维、二维和三维非谐晶格中随机Langevin热浴的热传导。晶格的原子间势是双阱型的，即，$V_{\rm DW}(x)=k_2x^2/2+k_4 x^4/4$与$k_2<0$和$k_4>0$。我们观察到两种不同的温度制度的运输：高温制度的非平衡稳态热流的渐近长度依赖性是类似于著名的费米-Pasta-Ulam晶格与原子间的潜力，$V_{\rm FPU}(x)=k_2x^2/2+k_4 x^4/4$与$k_2,k_4>0$。一种低温状态，其中热传导是满足傅立叶定律的正常扩散。我们提出了我们的模拟结果在不同的温度制度在所有维度。
2012-03-20 cond-mat.stat-mech
Computing Nonequilibrium Transport from Short-Time Transients: From Lorentz Gas to Heat Conduction in One Dimensional Chains
Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris（巴黎高等师范学院物理实验室，ENS巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎大学）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia（意大利技术研究院基金会）；Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto dei Sistemi Complessi（国家研究委员会，复杂系统研究所）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所，佛罗伦萨分部）；INFN, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所，都灵分部）；Politecnico di Torino（都灵理工大学）
本文提出TTCF方法用于计算非平衡输运系数，展示其在洛伦兹气体和一维链中的一致性和高效性。
2026-03-10 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Distribution Function of Electron Velocity Perpendicular to the Driving Force in a Uniform Nonequilibrium Steady State
本文提出了一个二维电子系统的宏观均匀模型，用来研究电导的非平衡性质。通过分子动力学模拟，计算了电子速度在垂直于外力方向上的稳态分布函数$P_y$。一个明确的形式的$P_y$内的数值模拟的准确性，它适合的数值数据，即使在政权的局部平衡描述是无效的。虽然$P_y$的整体结构与局部平衡分布函数的结构不同，但在速度绝对值较大的极限下，$P_y$尾部的渐近结构与温度不同于平衡态和稳态动力学温度的Maxwell分布函数的尾部的渐近结构相同。
2009-07-02 cond-mat.stat-mech
Molecular-Dynamics Verification of Effective Gravity under Heat Conduction
Ibaraki University（茨城大学）
通过二维Lennard-Jones流体的分子动力学模拟，验证了全局热力学对热传导下有效重力的预测，发现转变偏移与预测一致，确立了全局热力学对非平衡结构形成的预测能力。
2026-10-14 cond-mat.stat-mech
Normal heat conduction in lattice models with asymmetry harmonic interparticle interactions
本文研究了具有非对称简谐相互作用的一维晶格模型的热传导行为。当晶格链足够长时，观察到与系统尺寸无关的正常热导率。由于只考虑了简谐相互作用，结果证实了一维动量守恒晶格中的非对称性在正常热传导中起着关键作用。平衡态和非平衡态模拟都支持这一结论。
2015-11-01 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
A mechanical model for Fourier's law of heat conduction
接近平衡态的非平衡统计力学是一种以格林-久保线性响应公式为中心的物理上令人满意的理论。这个公式的结果从一个正式的一阶微扰计算没有严格的理由。从力学定律中严格推导出傅立叶热传导定律仍然是一个未解决的主要问题。本文提出了一个具有非平凡相互作用的热传导链的确定性力学模型，其中去掉了链节点处的动能涨落。在这个模型中，傅立叶定律的推导可以严格地进行。
2011-02-27 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Quantifying configurational information for a stochastic particle in a flow-field
流场是无处不在的系统，能够传输系统功能所需的重要信号分子。虽然关于这些粒子的位置和传输的信息通常是至关重要的，但如何量化这些随机系统中的信息还没有得到很好的理解。使用非平衡统计物理的框架，我们开发的理论工具来解决这个问题。我们观察到，在流场中的旋转并没有明确地出现在控制系统熵产生率的广义势中。具体地说，在附近的流场，旋转有助于信息内容只有在应变的存在下，然后与应变和在更高阶的时间相对较弱的贡献。事实上，应变，特别是流动发散，有助于最强烈的传输特性，如粒子停留时间和信息变化率。这些结果揭示了如何在复杂的人工和基于流动的生命系统中分析和控制信息。
2020-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Heat conduction in a three dimensional anharmonic crystal
本文对三维非谐晶格中的热传导进行了非平衡模拟。通过研究长度为N和宽度为W的平板，我们研究了从一维到三维的热导率行为的交叉。我们发现，对于大的N，交叉发生在一个小的纵横比W/N的值。从我们的数值数据，我们得出结论，三维系统具有有限的非发散的热导率，从而提供了第一次验证傅立叶定律在一个系统中没有钉扎。
2010-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Heat conduction in disordered harmonic lattices with energy conserving noise
我们研究了谐振晶体中的热传导，谐振晶体的体动力学是由每个粒子的速度以$λ$的随机反转（翻转）补充的。系统在不同温度下通过与Langevin储层接触而保持在非平衡定态（NESS）。我们表明，在这个系统中的一体化和对相关性是相同的（经过适当的映射参数）与自洽水库的模型所获得的。这对于相等和随机（猝灭）质量的情况都是正确的。虽然有序系统的NESS中的热导率是明确已知的，但对随机质量的情况知之甚少。在这里，我们研究的随机系统，速度翻转。本文改进了C. Bernardin关于Green-Kubo电导率的界。然后研究了一维系统的电导率的数值和解析。这揭示了噪声对由淬火无序引起的局域态系统输运性质的影响。
2011-02-16 cond-mat.stat-mech
Cramer-Rao Inequality Generalizes the Equilibrium Energy Fluctuation-Response Relation to Nonequilibrium Steady States
University of Houston（休斯顿大学）；CNRS Laboratoire Ypatia des Sciences Mathématiques (LYSM)（法国国家科学研究中心耶帕西亚数学科学实验室）
该研究将克拉美-罗不等式推广至非平衡定态，得到含能量涨落、响应与费舍尔信息的普适关系，在平衡态退化为涨落-响应关系，并通过三类模型验证。
2026-08-25 cond-mat.stat-mech
Landauer formula for phonon heat conduction: relation between energy transmittance and transmission coefficient
在不同温度下，通过连接到储存器的量子谐波系统的热流由朗道公式给出，根据能量透射率T（ω）在声子频率ω上的积分。有几种不同的方法来推导这个公式，例如使用Keldysh方法或Langevin方程方法。能量透射率T（ω）通常用非平衡声子格林函数表示，它与平面波在系统中的透射系数τ（ω）有关。本文对一维有限调和链与半无限调和链的关系，给出了T（ω）与τ（ω）之间关系的一个简单而直接的证明.我们的方法可以很容易地扩展到系统和水库都在更高的维度和任意的几何形状的情况下，在这种情况下，τ的意义和它与T的关系是更不平凡的。
2012-04-25 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium statistical mechanics for stationary turbulent dispersion
本文提出了一个从非平衡统计力学的角度研究湍流输运问题的统一框架。结合Krarichnan的湍流热化假设和Ruelle最近关于流体非平衡统计力学设置的工作，我们证明了粘性流体方程可以看作是受不同恒温器扰动的非正则Hamilton系统.这允许粘性流体和非平衡热传导模型之间的类比，其中傅立叶模式可以被视为“粒子”。在这个框架下，我们重新制定的拉格朗日粒子在湍流中的分散作为一个非平衡传输问题。我们还分别利用路径积分技术和Mori-Zwanzig方程导出了拉格朗日粒子的第一和第二广义涨落耗散关系。所得的理论结果可以用来预测一般非平衡状态下拉格朗日粒子的色散。
2021-06-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Entropic signature of resonant thermal transport: Ordered form of heat conduction
提出一种分析框架，利用平衡和非平衡原子模拟表征边界与纳米结构诱导机制的熵特征，揭示声子局部共振通过广泛模式杂化阻碍不可逆演化和熵最大化，实现高度有序的热传导区域，为超精确声子控制铺路。
2024-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Test of Information Theory on the Boltzmann Equation
我们使用稳态玻尔兹曼方程来研究信息论。在稳态导热的非平衡稳态系统中，计算了由信息论导出的热力学量，并与由稳态Boltzmann方程导出的热力学量进行了比较。我们发现，信息论与稳态玻尔兹曼方程是不一致的。
2003-09-18 cond-mat.stat-mech
Dissipation and Entropy Production in Deterministic Heat Conduction of Quasi-one-dimensional Systems
我们探讨了一个确定性的微观恒温器水库接触机制的后果。在二维系统的两端具有不同的温度库时，会产生热流，系统具有反常的热导率。导出了局部热流矢量的微观形式，并计算了动力学和势的贡献。总热流矢量满足连续性方程。这个非平衡稳态的属性作为系统的大小和温度梯度的函数进行了研究，确定局部流体性质的关键标度关系，并分离体积和边界效应。从局部平衡分布计算的局部熵密度被证明是一个非常好的近似直接从速度分布计算的熵密度，即使是远离平衡的系统。耗散和动力学熵产生和通量进行了定量比较，并在BGY近似范围内讨论了不同的机制。对于相同的温度水库附近的水库壁的熵产生示出成比例的局部相空间收缩计算从切空间动力学。然而，对于不相等的温度，局部熵产生和局部相空间收缩之间的联系是比较复杂的。
2013-05-14 cond-mat.stat-mech
Anomalous Heat Conduction in Three-Dimensional Nonlinear Lattices
用非平衡分子动力学模拟研究了三维非线性晶格模型中的热传导。我们采用FPU模型，其中存在一个非线性的相互作用的双二次型。据证实，热导率，能量通量的温度梯度的比率，发散系统高达128x128x256晶格位置。该尺寸对应于几十纳米的纳米到介观尺度。从这些结果，我们推测，在具有完美的结晶秩序的绝缘体的能量输运表现出异常的行为。晶格结构，随机杂质，和自然长度的相互作用的影响也进行了研究。我们发现，面心立方（fcc）晶格比简单立方晶格表现出更强的发散性。当质量无限大的杂质位置（因此是固定的）随机分布时，这种发散就消失了。
2008-05-12 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Entropy of Liquids and Glasses from Recurring Structural Patterns
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS, Institut Fourier（法国国家科学研究中心，傅里叶研究所）；Institut für Theoretische Physik, Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学理论物理研究所）；Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris（巴黎高等师范学院物理实验室，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎大学）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, LIPhy（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，LIPhy）
基于高维Grassberger–Procaccia算法，通过重复结构模式的衰减率计算二维过冷液体的低温构型熵，直接关联熵减与非晶序的持续增长，并与传统定义定量一致。
2026-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Energy Profiles for a Class of 1-D Models
作为一维热传导的一个范例，我们提出了一类由相同的细胞链表示的模型，其中每一个都包含一个被称为“坦克”的能量存储设备。储罐之间的能量交换由示踪粒子介导，示踪粒子以特征温度和速率从链两端的热浴中注入。对于这种类型的随机和哈密顿模型，我们开发了一种理论，允许一个严格推导-在物理上自然的假设-宏观方程的数量与热传输，包括平均能量分布和示踪剂密度。具体的例子被视为说明，并在目前的背景下，傅立叶定律的有效性进行了讨论。
2005-04-04 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Violation of local equilibrium thermodynamics in one-dimensional Hamiltonian-Potts model
School of Environmental Science and Engineering, Kochi University of Technology（高知工科大学环境科学与工程学部）
通过一维分数阶哈密顿-Potts模型研究非平衡一级相变，发现界面温度偏离平衡转变温度，证实局部平衡描述被违反，且界面温度与全局热力学预测一致。
2026-06-12 cond-mat.stat-mech
Heat conduction and phonon localization in disordered harmonic crystals
研究了二维和三维同位素无序谐振晶格中的稳态热流。使用本地化理论以及动力学理论，我们估计系统的大小依赖的电流。这些估计进行了比较，得到的数值结果使用一个精确的公式中给出的声子传输函数的电流，以及通过直接的非平衡模拟。我们发现，高频模式的热传导被抑制的本地化，而低频模式的边界条件的强烈影响。我们的{ \color{black}启发式}论证表明，傅立叶定律在三维无序固体中是有效的，除了特殊的边界条件。我们还研究了量子系统中与局域化相关的钉扎情况，并经常用作研究傅立叶定律有效性的模型系统。在这里，我们提供了第一个三维傅立叶定律的数值验证。在二维钉扎的情况下，我们发现声子模式的本地化导致一个热绝缘体。
2010-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The unique, universal entropy for complex systems
Photrek, Inc.（Photrek公司）
基于公理基础，证明耦合熵是满足信息尺度要求和Hanle-Thurner普适标度类广延性的唯一普适熵，并应用于信息热力学。
2026-10-01 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Generalized second fluctuation-dissipation theorem in the nonequilibrium steady state: Theory and applications
University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；Michigan State University（密歇根州立大学）
本文推导了非平衡稳态下随机动力系统的广义第二涨落-耗散定理，基于Mori型广义 Langevin 方程和 Kolmogorov 运算符性质，展示了非平衡态下经典第二 FDT 的有效性，并构建了数据驱动的纳米尺度热传导模型。
2021-06-12 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Microscopic and macroscopic perspectives on stationary nonequilibrium states
本论文的主要内容是通过使用微观随机模型来研究定态非平衡态，该模型将粒子配置的物理相互作用编码为马尔可夫动力学规则。这些模型被称为相互作用的粒子系统，它们足够简单，可以用分析的方法来处理，但也足够复杂，可以捕捉到基本的物理行为。本论文分为两个部分。第一部分是关于定态的微观理论。我们描述这些国家发展一些一般的结构，有自己的利益。在这一部分中，有一个插曲，致力于离散流形上的离散微积分，其阐述与文献中的内容和一些原始定义略有不同。第二部分从宏观上对这一问题进行研究。特别地，我们考虑了一类可解的一维热传导模型的大偏差渐近行为。第1部分和第2部分都首先介绍了激励性质，然后概述了相关结果，并总结了该组织。这两个部分是严格相连的，可以在第一章之后独立阅读。这些材料以尽可能自洽的方式呈现。
2023-02-06 cond-mat.stat-mech math.PR
Information Content of Spontaneous Symmetry Breaking
我们提出了一个措施的非平衡场论的背景下，并认为这种措施，我们称之为相对构型熵（RCE），可以用来量化的出现相干低熵配置，如时间相关或时间无关的拓扑和非拓扑空间扩展结构。作为例证，我们研究了三维空间中自发对称性破缺的非平衡动力学。特别是，我们专注于一个模型，其中一个真正的标量场，最初准备在一个对称的热状态，淬火到一个破对称状态。在一定的初始温度范围内，空间局部化的、长寿命的结构（称为光子）会同步出现，并一直保持到场再次达到平衡。我们表明，RCE与的数量密度的光子，从而提供了一个非微扰时空模式的出现，可以推广到各种物理系统的定量测量。
2012-05-14 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech hep-th
Classical to quantum crossover in high-current noise of one-dimensional ballistic wires
微观的电流波动与电导是分不开的。我们给出了一个积分帐户的量子化电导和非平衡热噪声在一维弹道导线。我们的强电流噪声理论为这种系统打开了一扇非常不同的窗户。非平衡弹道噪声的作用的核心是它对载流子统计的直接和鲁棒的依赖。因为，随着密度的增加，它们经历了从经典到强简并行为的显著交叉。这是非常明显的两个探针电导显示量化的步骤：即，在离散的子带能量阈值。在那里，场激发弹道电子的过量热噪声显示出尖锐而大的峰值，总是大于散粒噪声。最重要的是非平衡峰对开放系统内的非弹性弛豫的高灵敏度。通过这种灵敏度，高电流噪声提供了独特的线索，量化接触电阻的起源和它的演变向正常扩散传导。
2001-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Validity of Fourier's law in one-dimensional momentum-conserving lattices with asymmetric interparticle interactions
本文用非平衡热浴法、平衡Green-Kubo方法和热流功率谱分析方法，数值研究了具有非对称粒子间相互作用的一维动量守恒晶格中的热传导。非常强的有限尺寸效应被清楚地观察到。这种效应使得热传导在很宽的晶格长度范围内服从类傅立叶定律。然而，在更长的晶格长度中，热导率恢复其幂律发散。因此，幂律发散的热导率在热力学极限得到验证，正如许多现有的理论所预期的。
2013-11-12 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Phonon heat transport in cavity-mediated optomechanical nanoresonators
非平衡态热力学中的热输运是一个重要的研究前沿，它对于实现新型热力学装置，如热机和制冷机至关重要。对流、传导和辐射是众所周知的传递热能的基本方式。在这里，我们展示了一种新的机制，声子热输运之间的空间分离的纳米机械谐振器耦合的腔增强的长程相互作用。热化和非平衡动力学的单一轨迹受到实时监测。我们发现，在强耦合区，瞬时热流在非平衡稳态中反直觉地来回振荡，这在热能传递过程中自发地发生在临界点以上。在温度梯度驱动的远离平衡系统中，验证了非平衡稳态热流精度的普适界，即热力学测不准关系。我们的研究结果揭示了一个以前未观察到的现象，热传递与机械振荡器，并提供了一个操场，在非平衡态热力学的基本理论测试。
2020-08-15 cond-mat.stat-mech physics.optics
Boundary layer variational principles: A case study
考虑模型热传导问题中的梯度矩方程的设置，我们证明了交叉的最小结构的熵产生的边界层内。基于这一观察，我们制定和比较变分原理解决非平衡热力学边界条件的问题。
2002-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Heat Conduction in Momentum-Conserving Fluids: From quasi-2D to 3D systems
Fuzhou University（福州大学）
研究动量守恒的微观流体中热传导的三种传输模式：球形传输、动能传输和流体动力学传输，揭示了不同维度系统中热传导的标度关系和维度交叉。
2026-04-15 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Memory Effects and Heat Transport in One-dimensional Insulators
本文研究了准一维介电晶体的最简单模型，即由二次和三次位势耦合的经典粒子链的动力学关联函数和热传导。即使在弱非线性制度，足够长的链上的数值模拟揭示了相当大的偏差，从微扰的结果在平衡的相关性的衰减较慢的形式。它们的起源可以追溯到模式耦合理论所描述的微妙的非线性效应。用非平衡分子动力学方法测量的热导率证实了即使在很低的温度下，低维晶格的这种效应也是相关的。
2000-10-13 cond-mat.stat-mech
The Role of the Communal Entropy and Free Volume for the Viscosity Divergence near the Glass Transition: A New Conceptual Approach
研究玻璃的传统方法要么需要考虑过量熵Δ Sex的快速下降，要么需要考虑自由体积Vf。由于这两个量彼此不直接相关，因此两种方法中的粘度在相同温度下不发散，这对发散和理想玻璃化转变（IG）的物理意义产生了怀疑。通过引用最近发展的非平衡态热力学，我们确定了瞬时温度，压力，熵等，并发现他们放松的方式。我们证明，通过用适当定义的公共熵S^x（不要与构型熵混淆）代替ΔS_ex，在IG处，玻璃被堵塞，没有自由体积和公共熵，V_f同时消失。利用这一事实，有没有热力学奇异性的熵的过冷液体在IG，我们表明，目前存在的各种现象变得统一。
2018-02-26 cond-mat.stat-mech
Can disorder induce a finite thermal conductivity in 1D lattices?
研究了一维质量无序调和和非调和晶格中的热传导。发现无序非简谐晶格的热导率$κ$在低温下是有限的，而在高温下则发散为$κ\sim N^{0.43}$。此外，我们证明了在无序谐振晶格中不存在唯一的非平衡定态。
2001-06-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
