Fluctuation Theory of Mixtures (A Statistical Mechanical Background)
综述了混合物涨落理论的统计力学基础。概述了系统的微观性质和宏观性质之间的统计力学关系。定义了平衡体系中的分布函数,并报道了纯流体和混合流体的分布函数与热力学性质之间的关系。给出了分布函数的可用近似。给出了直接关联函数、直接关联函数积分的定义及其与涨落积分的关系。
2018-11-18 cond-mat.stat-mech
Generalized fluctuation-dissipation relations in confined geometries and concentrated conditions
该研究提出一种全新的涨落-耗散理论实施方式,从平衡态热力学原理同时推导受限几何中复杂流体的流体力学力与热涨落力表达式,可拓展至浓缩体系、悬浮液及活性粒子场景。
2024-09-11 cond-mat.stat-mech
Capillary to bulk crossover of nonequilibrium fluctuations in the free diffusion of a near--critical binary liquid mixture
本文研究了近临界二元混合物在自由扩散过程中,在两相界面处发生的非平衡涨落。小角度静态散射强度是由于毛细波和体涨落的非平衡贡献的叠加。波动的线性流体力学描述使我们能够隔离这两个贡献,并确定非平衡界面的有效表面张力。随着扩散界面厚度的增加,我们观察到的交叉的毛细波的贡献,散装之一。
2001-03-26 cond-mat.stat-mech
Highly confined mixtures of parallel hard squares: A Density Functional Theory study
利用基本测度密度泛函理论,对狭缝几何中平行硬正方形极端受限混合物的相行为进行了理论研究。选择孔的宽度,使得在垂直于壁的横向方向上由两个连续的大正方形或三个小正方形组成的配置被禁止。我们分析了两种不同的混合物,选择物种的边长,以允许或禁止一个大的加一个小的正方形适合的通道。对于第一个混合物,我们得到了对称和不对称包装的颗粒之间的一阶转换:小和大的正方形优先吸附在不同的墙壁。不对称的配置显示,导致更有效的包装在有限的压力。我们认为,压力-组成平面上非对称相的稳定区域是有界的,因此对称相在低压和极高压下都是稳定的。对于第二种混合物,我们观察到强烈的分层之间的阶段,这是丰富的不同物种。分层发生在横向方向上,即分离界面垂直于壁,并且相表现出对称的密度分布。在严格的二维系统中,这种行为(这在实际中是排除干扰)可能的实验实现进行了讨论。最后分析了周期边界条件下混合物的相行为,讨论了其与封闭体系的异同。我们声称,虽然精确的计算丢弃真正的相变在$1+ε$维系统的存在,密度泛函理论仍然是成功的描述大颗粒团簇的包装性能。
2019-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Momentum flux density, kinetic energy density and their fluctuations for one-dimensional confined gases of non-interacting fermions
本文提出了一种格林函数方法,用于计算在线性势场中独立运动的N个费米粒子的介观系统中的粒子密度分布和单体密度矩阵的高阶矩。该方法的实用性说明应用费米气体限制在一个谐波势阱,我们评估的动量通量和动能密度以及它们的量子均方波动。我们还研究了同一系统中动能泛函E_{kin} [n(x)]的一些性质.而局部近似的动能密度产生一个多值函数,一个精确的单值之间的关系的密度导数的E_{kin} [n(x)]和粒子密度n(x)被证明和评估的系统中的粒子数的各种值。
2000-11-20 cond-mat.stat-mech
Navier--Stokes transport coefficients for a model of a confined quasi-two-dimensional granular binary mixture
本文从Boltzmann动力学方程出发,计算了一个由非弹性硬球组成的受限准二维颗粒二元混合物模型的Navier-Stokes输运系数。玻尔兹曼方程的正常或流体动力学的解决方案是通过Chapman-Enskog方法获得的状态附近的本地版本的均匀的时间依赖的状态。确定了流体动力场空间梯度中的一阶质量、动量和热通量,并确定了相关的输运系数。正如预期的那样,它们是以一组耦合线性积分方程的解给出的。此外,在低密度颗粒混合物中获得的结果相比,也有非零的贡献的一阶近似的局部温度$T_i^{(1)}$和冷却速率$ζ^{(1)}$。通过假设稳态条件和考虑Sonine多项式展开中的主导项,得到了扩散输运系数、剪切粘度系数和量$T_i^{(1)}$和$ζ^{(1)}$的显式形式。上述输运系数以恢复系数、浓度以及混合物组分的质量和直径的形式给出。结果适用于原则上为任意程度的非弹性,并不限于特定值的浓度,质量和/或尺寸比。作为这些结果的一个简单的应用,违反的Onsager互惠关系的约束颗粒混合物量化的参数空间的问题。
2021-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover from Goldstone to critical fluctuations: Casimir forces in confined O${\bf(n)}$ symmetric systems
我们研究了热力学Casimir力之间的交叉所产生的长程波动,由于Goldstone模式和临界波动所产生的。这两种类型的力都存在于O $(n)$对称系统的低温相,对于具有有限纵横比$d$ -维${L_\parallel^{d-1} \times L}$平板几何中的$n>1$。我们的有限尺寸重整化组处理周期性边界条件描述了整个交叉从戈德斯通制度的非零常数尾的有限尺寸标度函数远低于$T_c$的区域远高于$T_c$,包括临界制度的标度函数的最小值略低于$T_c$。我们对$ρ\ll 1$的分析结果与三维XY模型的Monte Carlo数据符合得很好。给出了海森堡普适性类中系统交叉的定量预测。
2013-01-12 cond-mat.stat-mech
Relations between and Estimations of Fluctuation Integrals and Direct Correlation Function Integrals
建立了混合物直接关联函数积分(或涨落积分)与浓度变量之间的新关系。这些关系表明,例如,对于二元混合物,三个直接关联函数积分中只有一个(或三个波动积分中只有一个)是独立的。提出了混合物交叉直接关联函数积分的不同闭合表达式,并将它们与精确关系式相结合,计算了混合物中的所有直接关联函数积分和涨落积分。结果表明,引入简单的封闭表达式有关的不一样和喜欢相互作用的直接相关积分的可能性。证明了硬球混合物的直接关联积分之间的关系可以用一个简单的几何平均闭包满意地表示。
2018-11-21 cond-mat.stat-mech
Phase Behavior of Binary Fluid Mixtures Confined in a Model Aerogel
实验发现,当流体被限制在具有高孔隙度(例如95%至99%的量级)的气凝胶中时,气-液系统或二元混合物的共存区域基本上变窄。最近已经引入了用于该系统的哈密顿模型(J.Donley PRE 55:539,1997)。我们对该模型进行了蒙特卡罗模拟,得到了该模型的相图。我们使用一个周期性的分形结构构造的扩散限制集群集群聚集(DLCA)方法来模拟一个现实的凝胶环境。所得相图与实验观察到的相图定性相似。在相图中还观察到了一些实验上没有发现的亚稳分支。然而,这些分支在最近的理论预测和其他模拟的背景下可能是重要的。
1998-04-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Correlation Functions and Fluctuation-Dissipation Relation in Driven Mixtures: an exactly solvable model
在大N极限下,解析求解了具有非守恒序参量的二元系统在速率为$γ$的平面剪切流作用下的动力学。在临界温度$T_c(γ)$观察到相变。在从高温平衡态淬火到较低温度$T$之后,当$T>T_c(γ)$时进入非平衡稳定状态,而老化动力学用$T\leq T_c(γ)$表征相。计算了两次量,并给出了涨落耗散定理的非平衡推广。
2002-10-29 cond-mat.stat-mech
Two-component mixture of charged particles confined in a channel: melting
用蒙特卡罗模拟研究了{ \it准}一维抛物通道中带电粒子的熔化。在零温度下,粒子排列成平行链。熔化是各向异性的,并且根据空间方向和系统中存在的不同类型的颗粒获得不同的熔化温度。单链、双链和四链构型的熔化非常不同。在两种不同的四链有序态之间发现了温度诱导的结构相变,这在单分散体系中是不存在的。在混合制度,其中两种类型的颗粒只是略有不同,熔化几乎是各向同性和热诱导的均匀分布的不同类型的电荷被观察到。
2010-06-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Work fluctuations for a confined Brownian particle: the role of initial conditions
本文研究谐势约束下布朗粒子所受随机力注入功的大涨落,解析推导一般无关联初始条件下的速率函数,揭示其奇点数量及势强度依赖由初始展宽决定,并归因于初始值的大跳跃。
2024-12-10 cond-mat.stat-mech
Transport properties in a model of confined granular mixtures at moderate densities
Universidad de Extremadura(埃斯特雷马杜拉大学);Departamento de Física and Instituto de Computación Científica Avanzada (ICCAEx), Universidad de Extremadura(埃斯特雷马杜拉大学物理系与先进计算科学研究所)
本文推导了受限、准二维、s组分非弹性光滑硬球混合物的纳维-斯托克斯流体动力学方程,通过非弹性修正恩斯柯格理论获得质量、动量和能量的宏观平衡方程,并通过一级查普曼-恩斯柯格展开确定通量的本构方程,分析了温度梯度和重力驱动的分异现象。
2026-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram and structure of colloid-polymer mixtures confined between walls
本文用巨正则蒙特卡罗模拟研究了平行平板无结构壁对胶体-聚合物混合物相分离的影响。研究了厚度在$D=3-10$胶体直径之间的超薄薄膜。Asakura-Oosawa模型[J. Chem. Phys. 22,1255(1954)]用于描述粒子相互作用。为了有效地模拟,结合连续的伞形采样[J. Chem. Phys. 120,10925(2004)]使用“簇移动”[J. Chem. Phys. 121,3253(2004)]。当与有限尺寸标度结合时,这些技术使得能够精确地确定解混双结点。我们的研究结果表明,封闭的混合物的临界行为描述的“有效”的临界指数,这逐渐发展的二维伊辛模型的值附近的三维伊辛模型,作为$D$增加。Fisher和Nakanishi [J.Chem.Phys.75,5875(1981)]对临界点移动的标度预测与我们的模拟结果一致。然而,令人惊讶的是,当$D$增加时,临界状态下的胶体填充分数非单调地接近其本体($D \to \infty$)值。远离临界点,我们的结果是兼容的简单开尔文方程,这意味着在共存胶体化学势的1/D的顺序移动。我们还提出了密度分布和对分布函数的一些状态点的双节点,和胶体壁相互作用的影响进行了研究。
2006-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Temperature fluctuations and mixtures of equilibrium states in the canonical ensemble
最近有人提出,“$q$ -指数”分布构成了Tsallis的非广延热统计形式主义的基础,可将其视为指数(吉布斯)分布的混合物,其特征在于具有波动的逆温度。在本文中,我们重新审视这一想法与详细的微观计算的能量和温度波动存在于一个有限的容器中的完美气体热耦合到一个热浴。我们发现,与气体的逆温度有关的概率密度具有类似于$χ^2$密度的形式,并且从该密度推断的“混合”吉布斯分布是非吉布斯分布。这些研究结果进行了比较,获得了一些研究人员谁工作的吉布斯分布的混合物在湍流流体中的速度差测量的背景下,以及在核散射实验中的secondaries分布。
2002-12-12 cond-mat.stat-mech
Finite size effects on the phase diagram of a binary mixture confined between competing walls
一个对称的二元混合物AB,表现出一个临界温度T_{cb}的相分离成一个富A相和一个富B相的散装被认为是在一个几何限制在两个平行板之间的距离D。假设一个壁优先吸引A,而另一个壁优先吸引具有相同强度的B(“竞争壁”)。在极限$D\to \infty$中,则可以在温度T_{w}下具有一级润湿转变,预润湿线从该温度延伸到富A相和富B相的单相区域中。讨论了该相图如何由于D%的有限性而失真:由于有限尺寸的舍入,当D< \infty时,T_{cb}处的相变立即消失,而该相图在温度范围T_{trip} <T< T_{c1} = T_{c2}内显示出两个两相共存区域。在极限D \to \infty T_{c1}中,T_{c2}成为预湿临界点,而T_{trip} \to T_{w}。对于足够小的D,可能发生在三临界值D_{t}处,温度T_{c1} = T_{c2}和T_{trip}合并,然后对于D< D_{t},存在单个解混临界点,如在本体中一样,但是T_{c}(D)接近T_{w}。作为一个例子,对于实验相关的情况下的聚合物混合物的相图与两个不混合的临界点明确计算自洽场方法。
2000-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Applications of the kinetic theory for a model of a confined quasi-two dimensional granular mixture: Stability analysis and thermal diffusion segregation
本文针对受限准二维颗粒混合物的Boltzmann动理学理论,开展均匀稳态线性稳定性分析并推导热重力分凝判据,发现其流体模长波稳定,结果与传统非弹性硬球模型存在差异。
2024-03-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long-wavelength fluctuations and dimensionality crossover in confined liquids
限制在狭缝几何形状中的液体的相行为没有揭示出从三维到二维行为的交叉,因为间隙尺寸减小。事实上,原型二维六角相只发生在局限于单层的液体中。在这里,我们证明了维度交叉是明显的约束液体的弛豫动力学的横向尺寸依赖性,开发一个德拜模型的振动态密度的约束系统和进行广泛的数值模拟。在封闭系统中,Mermin-Wagner波动通过与间隙宽度成反比并与纵横比的对数成比例的数量缩放来增强振动运动或Debye-Waller因子的振幅,作为二维行为的明显特征。随着温度或横向系统尺寸的增加,当结构弛豫发生在具有最长波长的振动模式发展之前时,发生向尺寸无关的弛豫动力学的交叉。
2021-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium fluctuation-induced Casimir pressures in liquid mixtures
本文导出了液体混合物中由非平衡浓度涨落引起的类Casimir压力的表达式。然后将结果应用于液体混合物,其中浓度梯度通过Soret效应由温度梯度产生。比较了混合液中非平衡浓度波动引起的压力与单组分流体中非平衡温度波动引起的压力。对实验验证程序也提出了一些建议。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Fluctuation mediated interactions due to rigidity mismatch and their effect on miscibility of lipid mixtures in multicomponent membranes
我们考虑如何膜的波动可以修改的脂质混合物的可溶解性,也就是说,如何修改的边界约束膜的相图时,膜被允许自由波动的情况下,零表面张力。为了使波动产生影响,不同的脂质类型必须具有不同的高斯刚性。我们发现,有点矛盾,波动引起的相互作用可以近似地处理在平均场型理论。我们的计算预测,根据不同的弯曲和高斯刚性的脂质,膜波动可以有利于或不利于混合。
2014-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation of an asymmetric binary fluid mixture confined in a nanoscopic slit pore: Molecular-dynamics simulations
作为一个通用的模型系统的不对称的二元流体混合物,溶解在二氧化碳中的十六烷被认为是,使用粗粒珠弹簧模型的短聚合物,和一个简单的球形粒子与Lennard-Jones相互作用的二氧化碳分子。在以前的工作中,它已被证明,这个模型再现真实的相图合理,也可以研究的初始阶段的spinodal分解在散装突然膨胀的系统。在一台多处理器超级计算机上使用并行化模拟软件包ESPResSo,在一个相当大的系统(1356 × 1356 × 67.8 A^3,相当于大约320万个原子)中模拟了限制在两种类型分子排斥的平行壁之间的薄流体膜的相分离。随着系统的突然膨胀,垂直于壁面和平行于壁面的方向上的相分离之间存在复杂的相互作用:在初始阶段,十六烷分子主要聚集在狭缝孔的中心,但随着平行方向上结构的粗化,垂直方向上的不均匀性大大降低。然后研究距壁固定距离处的结构因子和关联函数,密度在这些距离处本质上不守恒,因此其行为与本体中的旋节分解有很大不同。一些的特征长度随时间表现出非单调变化,和简单的粗化描述的幂律增长,只有观察到,如果域的尺寸远大于膜的厚度。
2008-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Comment on "Work Fluctuations for a Harmonically Confined Active Ornstein-Uhlenbeck Particle"
本文指出Semeraro等人关于谐振势中活性Ornstein-Uhlenbeck粒子功涨落的结果因生成函数有限时间发散而不完整且部分不精确。
2024-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fluctuations in mixtures of lamellar- and nonlamellar-forming lipids
我们考虑的作用,nonlamellar形成脂质在生物膜通过检查波动,在随机相位近似,两种脂质的模型混合物,其中之一形成层状相,而另一种形成倒置的六边形相。为了确定在何种程度上nonlamellar形成脂质facilitate在脂质混合物中的非层状结构的形成,我们研究的波动模式和各种关联函数的混合物中的层状相。为了突出波动可以发挥的作用,我们专注于其稳定性极限附近的层状相。我们的研究结果表明,在过渡的初始阶段,波动出现在被尾巴占据的薄片,并且非薄片形成脂质主导这些波动。被头部基团占据的薄片被夹断,形成六方相的管。不同的相关性和相关性的检查使得定量的非层状形成脂质的主导作用。
2000-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Maximal fluctuations of confined actomyosin gels: dynamics of the cell nucleus
研究了应力波动对粘性凝胶中包裹体随机动力学行为的影响。我们表明,在非平衡系统中,应力波动引起的约束域的边界,这是让人想起一个积极的卡西米尔效应的有效吸引力。我们将这一通用结果应用于细胞核变形的动力学,并证明了在临界活性水平下出现波动最大值,与最近的实验一致[E. Makhija,D. S. Jokhun和G. V. Shivashankar,Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 113,E32(2016)]。
2018-03-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Critical fluctuations in a confined driven-dissipative quantum condensate
本研究通过实验观测与理论分析,在圆受限非平衡极化激元玻色-爱因斯坦凝聚体近凝聚阈值处发现兼具粒子数涨落与态竞争特征的临界涨落,证实其量子特性,为凝聚体研究与光子激光器应用提供新可能。
2023-11-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.optics
Work fluctuations for a harmonically confined Active Ornstein-Uhlenbeck Particle
本文研究了在束缚简谐势作用下,主动Ornstein-Uhlenbeck粒子的主动功涨落。我们解决的问题分析固定和通用的不相关的初始状态。我们的研究结果表明,谐波约束可以诱导奇异的主动功率函数,在大的积极和消极的积极工作,在足够大的积极和谐波力常数的线性拉伸。这些奇异性起源于位移和作用力的大跳跃,发生在轨迹的起始点或结束点,并标志着该问题中边界项的相关性。
2023-02-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
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
Pseudo-Casimir force in confined nematic polymers
研究了由向列有序长链聚合物组成的平板材料中的赝Casimir力。我们写的介观总能量连同约束连接的局域密度和董事波动和评估相应的波动自由能的标准方法。它导致了一种与标准短分子情形不同类型的伪卡西米尔力。我们调查它的分离依赖性和它的大小,并明确推导出相关的极限情况。
2000-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuations of the Condensate in Ideal and Interacting Bose Gases
本文研究了正则系综中体积为V的盒子中的理想玻色气体和弱相互作用玻色气体中凝聚态的涨落。正则系综被用来描述弱相互作用玻色气体在不同近似下的涨落行为。研究表明,盒中玻色气体的凝聚态涨落具有反常行为。
2001-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic fluctuation-induced forces in confined fluids
我们研究热,波动引起的流体动力相互作用力在一个经典的,可压缩的,粘性流体限制在两个刚性,平面壁与无滑移边界条件。我们使用线性化的随机Navier-Stokes形式的Landau和Lifshitz计算流体动力学波动。在这个系统中,作用在流体边界上的平均波动引起的力为零,因此我们评估了两点,时间相关的力的相关性。作用在单个壁上的力的等时关联函数给出了力的方差,我们证明了力的方差是有限的,并且在大的板间距离处与板分离无关。另一方面,等时间,跨板力的相关性,衰减与板间距离的倒数,是独立的流体粘度在大的距离,它原来是负的,在整个范围内的板分离,表明两个边界板进行反相相关。我们发现,随时间变化的力的相关性表现出阻尼的时间振荡小的板分离和更不规则的振荡行为在大的分离。这里报告的长程水动力相关性代表了“二次卡西米尔效应”,因为平均波动诱导力,这代表了主要的卡西米尔效应,是缺席的。
2015-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Reformulating Chemical Equilibrium in Reacting Quantum Gas Mixtures: Particle Number Conservation, Correlations and Fluctuations
University of Oviedo(奥维耶多大学)
该研究重新表述了反应量子气体混合物的化学平衡,通过引入全局粒子数守恒约束,揭示了相关性与涨落的量子特性,并过渡到经典理想气体极限。
2025-07-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
General Theory of Statistical Fluctuations with Applications to Metastable states, Nernst Points, and Compressible Multi-component Mixtures
一般的波动理论进行审查,特别注意不同的合奏所发挥的作用,并扩展到包括固定的亚稳态在很长的时间限制。一个量的涨落取决于系综的性质,最多包含n个不同的涨落贡献,其中是系综中涨落广泛量的数量。我们证明了四个一般定理和推论的统计波动适用于任何热力学系统。我们还证明了两个例子,理论的结果仍然有效,无论波动的大小。为了避免某些物理悖论,人们假设像理想玻璃那样的稳态亚稳态在自然界中不存在。我们还证明了一个广义能斯特定理有效的能斯特点,在一定的敏感性,如热容消失。这个定理不再局限于绝对温度。我们计算的统计波动的单体和其他物理量的数量感兴趣的可压缩混合物。我们证明了密度和组成的波动一般不是统计独立的,这是相反的一些最近的索赔。在恒定单体数下的标准等温压缩率并不代表所有系综的密度波动。我们指出,除了在绝对零度外,在恒定组成下的密度涨落是一个无意义的概念。我们证明了多组分体系中加权单体数涨落与体积涨落之间的关系,这是一个著名的单组分体系类似关系的推广。
2003-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exploring Fluctuations and Phase Equilibria in Fluid Mixtures via Monte Carlo Simulation
蒙特卡罗模拟为理解和探索多粒子相互作用体系的热力学相平衡提供了强有力的工具。物理上最直观的模拟方法之一是吉布斯系综蒙特卡罗(GEMC),它允许通过将每个相分配给自己的模拟单元来直接计算模型流体的相共存曲线。当一个或两个相可以通过分析自由能函数虚拟地建模时[M。Mehta和D. A. Kofke,Molecular Physics 79,39(1993)],GEMC方法作为分析波动和阐明有限系统中相行为的统计基础的有效手段具有新的教学意义。在这里,我们将这种虚拟GEMC方法扩展到二元流体混合物,并通过两个应用程序展示其实施和教学价值:(1)简单混合物和聚合物共混物的晶格模型和(2)胶体和聚合物的复杂混合物的自由体积模型。我们提出的算法进行Monte Carlo试验移动虚拟吉布斯系综,验证该方法通过计算流体分层相图,并分析系统大小的波动的依赖关系。我们的开源模拟程序,在独立于平台的Java语言编码,适合在课堂上使用,教程,或计算实验室设置。
2013-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of fluctuations on correlation functions in inhomogeneous mixtures
在介观理论的框架下导出了二元非均匀混合物中关联函数的近似表达式[Ciach A.,摩尔物理、2011,{ \textbf{109} },1101]。在Brazovskii型近似中考虑了波动贡献。两个模型系统得到明确的结果。在这两个模型中,颗粒硬核的直径是相等的,相互作用有利于交替物种A和B的周期性排列。然而,在两个模型中,物种A和B之间的最佳距离有很大的不同。将不同温度和体积分数下的理论计算结果与蒙特卡罗模拟的结果进行了比较,并用模拟快照说明了结构。尽管相互作用势不同,局域有序的长度尺度不同,但两个模型中的关联函数的性质非常相似。
2020-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Extension of Kirkwood-Buff theory: Partial enthalpies, fluctuations of energy density, temperature, and pressure, and solute-induced effects in a mixture solvent
本文扩展了Kirkwood-Buff理论,利用巨正则系综中数密度与能量密度的关联函数积分,表达偏体积、偏焓等热力学量,并关联温度与压力涨落,进而分析混合溶剂中溶质诱导的吸引作用及渗透焓变化。
2024-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of excluded volume interactions on the interfacial properties of colloid-polymer mixtures
本文采用巨正则蒙特卡罗模拟对胶体-聚合物混合物的平衡相图和界面性质进行了数值研究。胶体颗粒被视为硬球,而聚合物链被描述为软排斥球。聚合物-聚合物、胶体-聚合物和壁-聚合物相互作用通过由Bolhuis和Louis导出的密度依赖性势来描述[Macromolecules,35(2002),第1860页]。我们将我们的结果与Asakura-Oosawa-Vrij模型进行了比较,该模型将聚合物视为理想颗粒。我们发现,驱动分层过渡所需的聚合物的数量是较大的相互作用的聚合物,气液界面张力较小。当系统被限制在两个平行的硬板之间时,我们发现毛细冷凝。与AOV模型相比,我们发现聚合物之间的排斥体积相互作用抑制了毛细凝聚。为了诱导毛细冷凝,与理想聚合物相比,需要更小的不饱和度和更小的板分离。
2007-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuations of the partial filling factors in competitive RSA from binary mixtures
采用解析递归方法和蒙特卡罗模拟研究了二元混合入射粒子在直线上的竞争随机顺序吸附。我们发现小颗粒和大颗粒分布之间存在很强的相关性,因此虽然填充因子的部分贡献波动很大,但总填充因子的方差仍然相对较小。部分贡献本身的方差在较小和较大的颗粒之间是相当不同的,较大的颗粒分布更相关。部分填充因子波动的差异随着颗粒尺寸比而增加。较小颗粒的部分贡献的额外变化源自较大颗粒之间的间隙尺寸的波动。我们讨论了我们的研究结果的影响,半导体高能γ探测器的探测器的能量分辨率控制的级联能量分支过程中的相关性。
2007-10-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The roles of bulk and surface thermodynamics in the selective adsorption of a confined azeotropic mixture
Durham University(杜伦大学);University of Cambridge(剑桥大学)
研究通过机器学习增强的经典密度泛函理论分析共沸混合物在受限环境下的吸附选择性,揭示了本体与表面热力学在吸附过程中的关键作用。
2026-03-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Directed Transport of Confined Brownian Particles with Torque
研究了外加磁场(转矩)对布朗粒子运动的影响。此外,粒子的随机波动所驱动的Ornstein-Uhlenbeck过程(OUP)与给定的相关时间$τ_c$。后者被实现为热和非热过程。与非热过程定向输运的热OUP相反,我们的设置现在实现了棘轮机制:由于假设的热力学非平衡情况,随机波动被纠正。系统的传输量的相关时间,扭矩和通道的几何形状进行了详细的研究。最后,阐明了对称性破缺的机制。
2012-05-07 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Active particles confined in deformable droplets
本文采用模型研究了软约束下活性粒子与液滴变形的相互作用,揭示活性粒子能增强液滴界面形状涨落并发现两种液滴破裂机制。
2024-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Hydrophobic force a Casimir-like effect due to hydrogen bond fluctuations
本文从统计力学第一性原理出发,在水的格子模型中,讨论了承压水体系中的疏水力、界面张力和横向密度分布。利用分子平均场论技术,我们推导出上述现象的明确表达式,并表明疏水力是Casimir效应的表现,由于氢键波动在承压水。它在很大程度上受到取向涨落的长程相关性的影响。所有的计算是无参数的,我们比较有利的分子动力学模拟和实验结果。
2011-09-13 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Solvation Effects in Near-Critical Binary Mixtures
本文提出了一个研究近临界极性流体二元混合物溶剂化效应的Ginzburg-Landau理论。浓度依赖性的介电常数引起一个壳区域周围的带电粒子内优先发生溶剂化。当接近临界点时,浓度具有代表强临界电致伸缩的长程Ornstein-Zernike尾。如果加入盐,则在临界涨落和离子之间产生强耦合。计算了临界涨落和电荷密度的结构因子,讨论了相变行为。
2004-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Staggered Scheme for the Compressible Fluctuating Hydrodynamics of Multispecies Fluid Mixtures
我们提出了一个数值公式的解决方案的非等温,可压缩,纳维-斯托克斯方程与热波动描述中尺度传输现象的多组分流体混合物。我们的数值方法的新颖之处是使用交错网格动量随着有限体积离散的热力学变量来解决由此产生的随机偏微分方程。数值方案的主要优点是扩散和随机动量通量的显着简化和紧凑的离散化,以及涉及压力的边界条件的明确规定。与Balakrishnan \emph{et al.} [Phys. Rev. E 89,013017(2014)]中先前描述的同位方案相比,交错网格方案更准确地再现了气体混合物中流体动力学波动的平衡静态结构因子。的数值方法进行测试,为理想的惰性气体混合物在各种非平衡条件下,如施加的热量和浓度梯度,以评估交叉扩散效应的作用,如Soret和Dufour,对长期的相关性的流体动力学波动,这也更准确地再现相比,同位方案。我们数值研究了混合气体中由浓度梯度驱动的巨非平衡涨落和涨落驱动的瑞利-泰勒不稳定性。在适用的情况下,观察到与直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法的理论和测量结果非常一致。
2023-01-30 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Resolving coupled transport in space and time from molecular fluctuations in confined fluids
Department of Civil and Environmental Engineering, Princeton University(普林斯顿大学土木与环境工程系);High Meadows Environmental Institute, Princeton University(普林斯顿大学高梅多环境研究所)
该研究将纳米受限流体的耦合输运构建为时空分辨的Onsager响应矩阵,通过平衡态分子动力学模拟提取,解析了受限带电流体中多类输运的非局域与瞬态路径,为相关输运定律提供微观基础。
2026-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Edge fluctuations and third-order phase transition in harmonically confined long-range systems
本文研究了一维简谐势阱中$N$-粒子Riesz气体中最右边粒子$x_{\max}$的位置分布。粒子通过长程排斥势相互作用,其形式为$r^{-k}$与$-2<k<\infty$,其中$r$是粒子间距离。在温度$O(1)$的平衡中,气体停留在有限长度尺度$L_N$上,该尺度取决于$N$和$k$。我们用数值方法观察到$y_{\max} = x_{\max}/L_N$在其平均值附近的典型波动是$O(N^{-η_k})$。在这个长度尺度上,典型波动的分布具有$N$独立的标度形式。我们表明,从海森理论获得的指数$η_k$预测的典型波动的规模非常好。平均值$\langle y_{\max} \rangle$左右的非典型波动分布分别由左右大偏差函数控制。我们明确地计算这些大偏差函数$\forall k>-2$。我们还发现,这些大的偏差函数描述了一个拉推型相变所观察到的戴森的对数气体($k\to 0$)和$1d$单组分等离子体($k=-1$)。值得注意的是,我们发现,相变保持$3^{\rm rd}$秩序的整个政权。我们的研究结果表明,即使在库仑系统和随机矩阵理论的范式之外的模型中,$3^{\rm rd}$阶跃也具有惊人的普遍性。我们数值验证我们的大偏差函数的解析表达式,通过Monte Carlo模拟使用的重要性抽样算法。
2021-12-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Temperature inversion in a confined plasma atmosphere: coarse-grained effect of temperature fluctuations at its base
本文提出一种结合粗粒化分布函数与Vlasov动力学的新方法,用于模拟引力约束多组分无碰撞等离子体,解析预测了日冕中反转的密度和温度剖面,并通过数值模拟与太阳观测验证了方法的有效性。
2024-06-18 astro-ph.SR cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Lattice Boltzmann - Langevin simulations of binary mixtures
本文提出了一种求解H型双组分流体动力学波动方程的混合数值方法。用涨落格子Boltzmann方程求解含Landau-Lifshitz应力的动量守恒方程,用随机线法求解含Langevin通量的序参量守恒方程。提出了基于有限差分和有限体积的两种方法对序参量方程进行空间离散。特别注意的是,以确保波动耗散定理保持在晶格水平在这两种情况下。通过比较静态和动态的相关性和良好的协议之间的分析和数值结果的方法进行基准。对模型的伽利略不变性进行了检验,结果是令人满意的。热致毛细波动的界面被准确地捕获,表明该模型可以用来研究非线性波动。
2011-08-10 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Damping of the Anderson-Bogolyubov mode by spin and mass imbalance in Fermi mixtures
我们研究了自旋和质量不平衡费米混合物对涨落传播子梯度展开的时间非局域贡献。这些条款是有关的声音(安德森-Bogolyubov)集体模式的阻尼过程和相关的对波动传播子的复极点的结构。我们推导出的条件下,即使在零温度下的费米面足够大的失配发生阻尼。我们比较我们的分析结果与数值计算的Anderson-Bogolyubov模式的阻尼率。
2019-11-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el