Kinetic theory for dissipative particle dynamics: the importance of collisions
耗散粒子动力学的动力学理论是根据玻尔兹曼对碰撞理论发展起来的。动力学输运系数计算从明确的碰撞积分和比较有利的详细模拟。以前的理论被发现对应于弱散射极限,或弗拉索夫理论,和以前报道的差异与模拟,从而解决。在大耗散极限,我们发现定性的新的标度性质的输运系数。
1999-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coarse-Graining and Scaling in Dissipative Particle Dynamics
耗散粒子动力学(DPD)是一种模拟软物质系统的成熟方法。然而,它的适用性最近受到质疑,因为一些调查显示,粗粒化的上限,这将阻止该方法的适用性,整个介观范围。本文旨在通过分析其他作者报告的问题,并提出一个缩放方案,允许一个测量DPD模拟到任何所需的长度尺度,重新建立DPD作为一个真正的无标度方法。
2007-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A fluid particle model
我们提出了一个机械模型牛顿流体称为流体粒子动力学。通过分析"流体粒子“的概念,从分子流体的Voronoi镶嵌的角度来看,我们提出了一个启发式推导的耗散粒子动力学算法,将耗散粒子之间的剪切力。包含这些非中心剪切力需要考虑耗散粒子的角速度,以符合角动量守恒。结果表明,平衡统计力学的要求,线和角速度场是高斯是足够的耗散粒子之间的随机热力。所提出的算法是非常相似的结构(等温)平滑粒子动力学算法。通过这种方式,这项工作代表了光滑粒子动力学的推广,它包含了一致的热波动和精确的角动量守恒。它还包含耗散粒子动力学算法作为一个特例。最后,导出了耗散粒子的动力学理论,得到了流体输运系数随模型参数变化的显式表达式。这允许讨论模型的分辨率问题。
1997-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Towards Better Integrators for Dissipative Particle Dynamics Simulations
保留流体力学的粗粒度模型为研究软物质系统的集体性质提供了一种自然的方法。在这里,我们表明,常用的耗散粒子动力学积分方案引起明显的文物,如压缩性和扩散系数的物理量。我们评估这些整合方案的质量,包括最近提出的自洽方法的基础上的变体,并检查其相对性能。积分引起的影响进行了讨论。
2000-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Screening properties of four mesoscale smoothed charge models, with application to dissipative particle dynamics
我们扩展了我们以前的研究[J. Chem. Phys. 138,204907(2013)],以量化耗散粒子动力学中使用的四种介观平滑电荷模型的屏蔽特性。使用超网链积分方程封闭和随机相位近似的组合,我们确定的区域模型表现出一个实值的屏蔽长度,并在何种程度上这同意在物理系统中的德拜长度。我们发现,二阶矩的平滑电荷分布是一个很好的预测这种行为。因此,我们能够为模型推荐一组一致的参数。
2014-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dissipative particle dynamics with energy conservation: equilibrium properties
本文给出了在每一时间步都具有总能量和总动量守恒的耗散粒子动力学模型的随机微分方程。该算法满足细致平衡以及波动耗散定理,确保可以达到适当的热力学平衡。宏观平衡概率分布以及状态方程的模型也来自,并一贯提出了一个适当的定义系统的自由能。几个模拟结果的平衡以及运输性能,包括热传输和热对流在一个盒子里,作为证明的内部一致性的模型。
2000-02-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid particle dynamics: a synthesis of dissipative particle dynamics and smoothed particle dynamics
我们提出了一个广义的耗散粒子动力学,包括粒子之间的剪切力。新的算法具有相同的结构(等温)平滑粒子动力学算法,除了它保存角动量,并包括热波动与平衡统计力学的原则一致。这阐明了耗散粒子动力学与宏观纳维-斯托克斯方程的数值求解算法之间的联系。
1997-05-22 cond-mat.stat-mech
Dissipative Particle Dynamics with Energy Conservation: Dynamic and Transport Properties
报道了能量守恒耗散粒子动力学模型(DPDE)对导热系数${\cal L}$的模拟结果。我们还提出了一个分析的输运方程和输运系数的DPDE的局部平衡近似的基础上。当颗粒-颗粒热导率$λ$和摩擦系数$ζ$大时,该方法有效。定性推导的能量传输的动力学贡献的标度形式的推导,产生两种不同的形式的动力学贡献的热传输,取决于值的$λ$。对于大的$λ$和多个粒子同时相互作用的情况,我们发现${\cal L}$的理论预测值和模拟结果之间是一致的。对于少量的相互作用粒子,即使是大的$λ$,也发现了显著的差异。对于较小的值的$λ$,所获得的宏观热导率是由扩散运输为主,与建议的缩放形式。
2000-02-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Screening properties of Gaussian electrolyte models, with application to dissipative particle dynamics
本文通过分析电荷对分布函数的渐近行为,研究了电解质溶液高斯电荷模型的屏蔽性质。我们使用蒙特卡罗模拟与超网状链积分方程封闭,和随机相位近似相结合,建立条件下,屏蔽长度是很好地定义和在何种程度上,它符合预期的德拜长度。对于实际应用,例如在耗散粒子动力学,我们能够总结我们的结果,在简洁的经验法则,可用于介观尺度建模的电解质溶液。因此,我们建立了一个坚实的基础,为今后的工作,如系统地纳入特定的离子效应。
2013-03-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dissipative particle dynamics for coarse-grained models
本文提出DPDS方法,通过DPD恒温器将溶剂流体动力学引入既有粗粒化溶质模型且不改变其平衡性质,并在聚合物动力学和纳米孔电渗流中验证其适用性。
2024-04-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dissipative Particle Dynamics with energy conservation
耗散粒子动力学(DPD)不保存能量,这排除了它在复杂流体中的热过程的研究中的使用。我们在这里提出了一个概括的DPD,其中包括一个内能和温度变量为每个粒子。粒子之间的耗散力引起的耗散用于提高粒子的内能。热传导通过(逆)温差发生。该模型可以看作是一个简化的求解器的波动流体动力学方程,并开辟了可能性,在复杂的流体与介观模拟技术研究热过程。
1997-06-20 cond-mat.stat-mech
Transport properties controlled by a thermostat: An extended dissipative particle dynamics thermostat
我们介绍了一种变化的耗散粒子动力学(DPD)恒温器,允许控制分子流体的传输特性。标准的DPD恒温器仅作用于沿原子间轴的相对速度。我们的扩展包括阻尼的相对速度的垂直分量,但保持保存伽利略不变性的优势,并在我们的误差酒吧也流体力学。这导致了第二个摩擦参数,用于调整系统的传输特性。简单的Lennard-Jones流体和液态水的数值模拟证明了输运性质的非常敏感的行为,例如,粘度,对新的摩擦参数的强度。我们设想,新的恒温器将是非常有用的粗粒度和自适应分辨率模拟的软物质,其中的扩散常数和粘度的粗粒度模型通常是太高/低,分别相比,全原子模拟。
2007-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective dynamics in systems of active Brownian particles with dissipative interactions
我们使用计算机模拟来研究相互作用的活性粒子系统中集体运动的开始。我们的模型是一群具有内能储备和相互作用的活性布朗粒子,它们受到耗散粒子动力学方法的启发,对最近的邻居施加成对的摩擦力。我们研究了二维系统中的取向有序性随能量注入率和粒子密度的变化。该模型表明,在增加粒子密度和增加输入功率时,转变成有序状态。虽然在我们的模型中的对齐机制和个人运动的字符不同于那些在研究Vicsek模型,它表现出相同的统计特性和相行为。
2013-05-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
Thermalization of a particle with dissipative collisions
人们考虑在温度为$T$的平衡的均匀流体中的测试粒子的运动,其经历与流体粒子的耗散碰撞。结果表明,相应的线性Boltzmann方程仍然具有平稳的麦克斯韦速度分布,有效温度小于$T$。这个有效温度是明确的恢复参数和质量。
1998-10-07 cond-mat.stat-mech
Dissipative Particle Dynamics with Energy Conservation: Heat Conduction
本文通过数值模拟的方法研究了热传导简单情形下能量守恒的耗散粒子动力学模型。结果表明,该模型显示了正确的平衡涨落,再现了傅里叶定律。阐明了“细观粗粒化”与“分辨率”之间的联系。
1999-02-09 cond-mat.stat-mech
Stable and accurate schemes for smoothed dissipative particle dynamics
光滑耗散粒子动力学(SDPD)是一种介观粒子方法,允许选择模拟流体的分辨率水平。其运动方程的数值积分仍然受到缺乏满足所有所需性质的数值方案的影响:能量守恒,并行性和稳定性。SDPD和耗散粒子动力学与能量守恒(DPDE),这是另一个粗粒度的模型,使最近的数值方案的适应DPDE的SDPD设置之间的相似性。在本文中,我们引入了一个Metropolis步骤的波动/耗散部分的SDPD的积分,以提高其稳定性。
2017-10-24 cond-mat.stat-mech
Fokker-Planck-Boltzmann Equation for Dissipative Particle Dynamics
耗散粒子动力学(DPD)的算法,由Espagnol和Warren修改,被用来作为一个出发点,证明自由能的H-定理和推导流体动力学方程。的DPD流体的平衡和传输特性的明确计算的系统参数的连续时间版本的模型。
1997-04-14 cond-mat.stat-mech
Dissipative Particle Dynamics with Energy Conservation
给出了在粒子-粒子相互作用中具有总能量和总动量守恒的耗散粒子动力学模型的随机微分方程。导出了系统概率分布演化的相应Fokker-Planck方程以及相应的涨落耗散定理,保证了从头算选择的相关变量的平衡概率分布是稳态解。当包括能量守恒时,系统可以承受温度梯度,并且可以对热流进行建模。
1997-06-20 cond-mat.stat-mech
Dissipative particle dynamics: the equilibrium for finite time steps
耗散粒子动力学(DPD)是一种较新的模拟复杂流体的方法。我们注意到,对于简单流体的DPD模拟所实现的平衡,温度强烈地依赖于时间步长。的依赖关系的解析表达式,并与模拟结果吻合良好。
1997-01-22 cond-mat.stat-mech
No-go theorem in many body dissipative particle dynamics
多体耗散粒子动力学(MDPD)是一种基于粒子的模拟方法,其中相互作用势是依赖于局部采样密度变量的自能之和。这种函数形式产生了密度相关的成对力,但不是所有这样的力的法律是从一个潜在的和可积性条件,这是一个强有力的约束。一个战略来评估这个约束的影响是说明在这里推导出一个有用的不去定理多组分MDPD。
2013-04-08 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium identities and response theory for dissipative particles
从耗散经典系统的非平衡态出发,导出了一些非平衡态恒等式,如积分涨落定理和Jarzynski等式。由于积分涨落定理的存在,我们可以很自然地对远离平衡态的耗散经典系统引入类熵量。我们还导出了广义格林-久保公式作为非平衡态附近定常动力学的非线性响应理论。我们数值验证了推导公式的有效性剪切无摩擦颗粒。
2013-08-29 cond-mat.stat-mech
Size consistency in Smoothed Dissipative Particle Dynamics
光滑耗散粒子动力学(SDPD)是一种介观方法,允许选择模拟流体的分辨率水平。在这项工作中,我们研究的一致性所产生的热力学性质作为一个功能的mesoparticles的大小,无论是在平衡和平衡。我们还提出了一个重新制定的SDPD方程的能量变量。这增加了与具有能量守恒的耗散粒子动力学的相似性,并为两种方法之间的耦合开辟了道路。最后,我们提出了一个数值方案SDPD,确保守恒的动力学不变量。数值模拟说明了这种方法。
2016-09-26 cond-mat.stat-mech
The role of the dissipative and random forces in the calculation of the pressure of simple fluids with dissipative particle dynamics
本文研究了粘性力与布朗力耦合在动量守恒计算机模拟中的作用,从维里定理导出粘性力对简单流体总平均压力的贡献,并与保守力对总压力的贡献进行了比较。所使用的具体介观模型是一个被称为耗散粒子动力学,虽然我们的结论适用于类似的模型,服从波动耗散定理的短程相互作用,并有速度依赖的粘性力。我们发现,平均贡献的随机和耗散力的压力是可以忽略不计的长期模拟,提供这些力量是适当的耦合,当有限的时间步长用于集成的运动方程是不是太小。最后,我们研究了当随机力为零时流体的性质,发现系统由于耗散力和保守力的竞争而冻结。
2014-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Hydrodynamic theory for dissipative hard spheres with multi-particle interactions
扩展动力学理论和流体动力学模型,提出了帐户的存在下,多粒子接触。在多粒子接触(涉及弹性,可逆,潜在的接触能)的存在下,耗散的平移(动能)的能量减少和一类不同的模型导致偏离经典的非弹性硬球(IHS)均匀冷却状态(HCS),在这里检查。理论结果与数值模拟结果吻合良好。
2002-11-14 cond-mat.stat-mech
Transition from a dissipative to a quasi-elastic system of particles with tunable repulsive interactions
实验研究了具有可调排斥相互作用的二维质点系。软铁磁颗粒被放置在振动的粗糙板上并被垂直限制,使得它们在细胞中执行水平布朗运动。当浸没在外部垂直磁场中时,颗粒被磁化,因此根据偶极排斥定律相互作用。随着磁场幅度的增加,磁排斥力增加,非弹性碰撞的速率降低。研究对关联函数和粒子的速度分布,我们表明,这种耗散的不平衡颗粒气体的典型性质逐渐失去,接近那些预期的一个通常的气体在热力学平衡。对于更强的相互作用强度,系统逐渐向六方晶体固化。这种新的装置可以作为一个模型实验系统的非平衡统计物理,其中的准弹性限度的距离可以精确控制。
2014-05-05 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Green-Kubo formula for a dissipative quantum system
本文导出了受驱动布朗粒子的量子耗散系统的广义Green-Kubo公式,其中系统与环境之间的耦合是线性的。其结构基本上与被驱动颗粒的广义Green-Kubo公式相同。证明了对于自由布朗粒子,对传统格林-久保公式的修正为零。
2009-11-16 cond-mat.stat-mech
General continuum approach for dissipative systems of repulsive particles
我们提出了一个通用的粗粒化方法,推导出一个连续性方程,描述任何耗散系统的排斥粒子相互作用,通过短程电位。在我们的方法中,粒子-粒子相关性的影响被纳入到整体的能量平衡,并得到一个非线性扩散方程来表示过阻尼动力学。特别是,当排斥相互作用势是一个短程幂律,我们的方法揭示了一个独特的对应粒子-粒子能量和广义热统计Tsallis的任何非正值的熵指数q。我们的方法也可以应用到超导涡流和复杂的等离子体,粒子粒子的相关性在低浓度下是明显的微观模型。由此产生的连续描述这些物理系统的微观动力学行为提供了阐明和有用的见解。通过与分子动力学模拟的比较,证明了我们的方法的一致性。
2016-02-29 cond-mat.stat-mech
On the connection between dissipative particle dynamics and the Itô-Stratonovich dilemma
耗散粒子动力学(DPD)是研究具有不可忽略的平衡热涨落的系统的流体动力学行为的一种流行的模拟模型。DPD采用系统粒子之间的软核排斥相互作用,从而允许它们重叠。这应该允许相对较大的积分时间步长,这是大时间尺度上的模拟的重要特征。然而,在实践中,积分时间步长的增加导致采样统计中越来越大的系统误差。在这里,我们证明了这些系统误差的主要来源是朗之万方程中热噪声项的乘法性质,即,它取决于粒子的瞬时坐标。这导致了随机微分朗之万方程的解释的模糊性,被称为伊藤-斯特拉托诺维奇困境。基于以前的研究的困境的见解,我们提出了一种新的算法DPD模拟表现出几乎一个数量级的精度提高,和常用的DPD Langevin恒温器的效率的近两倍。
2016-02-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Violation of Molecular Chaos in dissipative gases
对耗散硬球气体的数值模拟揭示了由于非弹性碰撞导致的粒子速度相关性对冷却速率的依赖性。我们提出了一个系数,它表征的速度相关的两粒子的速度分布函数,并表示在这个系数的温度衰减率。分析结果与数值结果进行了比较。
2002-10-02 cond-mat.stat-mech
Dissipative particle dynamics simulation study on ATRP-brush modification of variably shaped surfaces and biopolymer adsorption
采用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法研究了原子转移自由基聚合(ATRP)刷状生长引发剂包埋不同形状微粒(MP)的表面改性过程。表面引发的ATRP刷生长导致形成更球状的MP形状。我们进行了比较分析ATRP刷生长在三种不同形式的颗粒表面:杯表面,球形表面,平面(矩形/盘形)。首先,我们建立了刷生长的化学动力学:单体转化率和反应速率。接下来,我们通过计算径向分布函数、空间密度分布、回转半径、流体动力学半径和形状因子来讨论刷改性表面的结构变化(形状修改)。聚合物刷修饰的颗粒作为酶固定化的载体材料是众所周知的。最后,我们研究了生物聚合物在相容性溶液中吸附在ATRP-刷改性颗粒上。特别是,我们探讨了ATRP刷的长度,生物聚合物链的长度和浓度的吸附过程中的效果。我们的研究结果说明了增强的生物聚合物吸附与增加刷长度,引发剂浓度,和生物聚合物浓度。最重要的是,当吸附达到饱和时,平坦表面比其他两个表面负载更多的生物聚合物。实验结果验证了相同的,考虑到盘状平面颗粒,杯状,和球形颗粒。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Trotter Derivation of Algorithms for Brownian and Dissipative Particle Dynamics
本文着重于朗之万动力学的时间离散化,并在不同的数值积分计划。使用一种方法的基础上的指数的时间相关的运营商,我们仔细推导出一个数值计划的朗之万动力学,我们发现等价于Ermak的建议,而不仅仅是随机版本的速度Verlet算法。然而,我们检查了数值模拟,这两种算法给出了类似的结果,并共享相同的“弱二阶”精度。然后,我们采用相同的策略,推导和测试两个数值方案的耗散粒子动力学(DPD)。其中第一个被发现比较好,在速度和准确性方面,与目前最好的算法。
2007-09-03 cond-mat.stat-mech
New parallelizable schemes for integrating the Dissipative Particle Dynamics with Energy Conservation
本文提出了一种新的耗散粒子动力学与能量守恒(DPDE)积分的并行化数值方法。到目前为止,在文献中介绍的数值方案是能够正确地保持能量在很长一段时间内,并产生小的误差,平均性能适度小的时间步长,而直接并行。在这篇文章中,我们提出了两种新的方法,都是直接可并行的,允许正确地保持系统的总能量。我们说明了平衡和非平衡并行模拟这些新方案的准确性和性能。
2015-11-30 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Continuous loading of a non-dissipative atom trap
我们从理论上研究了一个方案,其中粒子从入射光束被困在一个潜在的井碰撞时,粒子已经存在于井中。新粒子的到来和粒子从被困云中蒸发之间的平衡导致了一个稳定状态,我们用粒子数量和温度来表征。对于雪茄形势,可以选择不同的纵向和横向蒸发阈值。当横向蒸发阈值与入射粒子的能量一致时,会发生共振。它导致相对于入射光束的相空间密度的急剧增加。
2002-06-28 cond-mat.stat-mech
Effects of a dissipative coupling to the momentum of a particle in a double well potential
双阱势提供了制备相干态的可能性,因此在量子信息和量子工程器件的分析中构成了重要的基石。本文研究了抛物型双势阱中存在不同耗散相互作用时的相干隧穿。具体而言,我们调查的影响的环境耦合的动量和/或粒子的位置的潜力。利用半经典近似计算了欧氏时间中的瞬子路径,发现动量耗散增强了相干隧道分裂。在这两种耗散同时存在的情况下,动量耗散使位置耗散引起的耗散相变的临界耦合强度发生变化。
2020-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Aging effects in the quantum dynamics of a dissipative free particle: non-ohmic case
我们报告了与量子自由粒子坐标的两次动力学有关的新结果,通过与分形热浴(非欧姆耦合$\simω^δ$与$0<δ<1$或$1<δ<2)$)的相互作用阻尼。当粒子被定域化时,它的位置不会老化。当它经历反常扩散时,只能定义它的位移。它被证明是一个老化变量。有限温度时效制度是自相似的。它由等待时间与观察时间之比${t_w/τ}$的比例函数描述,其特征在于与$δ$直接相关的指数。
2001-09-20 cond-mat.stat-mech
Homogeneous cooling of rough, dissipative particles: Theory and simulations
本文研究了二维和三维粗糙球的自由冷却系统。使用事件驱动算法的模拟结果进行比较的近似动力学理论,基于广义均匀冷却状态的假设。对于短时间的$t$,发现平移和转动能量随$t$线性变化。对于大的时间,这两种能量都像$t^{-2}$一样以与时间无关的比率衰减,但不对应于均分。理论和模拟之间的良好协议,只要没有观察到聚类不稳定性。系统参数,即密度,颗粒尺寸和颗粒质量可以在重新缩放的时间内被吸收,使得平移和旋转能量的衰减仅由法向恢复和表面粗糙度决定。
1998-04-01 cond-mat.stat-mech
Static and Dynamic Properties of Dissipative Particle Dynamics
DPD流体的动力学概念是分子动力学、布朗动力学和格子气自动机的结合,本文设计了DPD流体的算法,用于在流体动力学时间尺度上模拟复杂流体的流变特性。本文根据系统参数计算了恒温DPD流体的平衡和输运性质(粘度、自扩散)。它表明,温度梯度不存在,因此没有导热性。从N粒子Fokker-Planck方程出发,证明了自由能的H定理,得到了流体力学方程,并导出了单粒子分布函数的非线性动力学方程(Fokker-Planck-Boltzmann方程)。用Chapman-Enskog法求解动力学方程。分析结果与数值模拟进行了比较。
1997-02-04 cond-mat.stat-mech
Large-scale structure from superdiffusion in a driven dissipative system
远离平衡的系统具有非常规的多体动力学效应,这可能导致异常的密度涨落和质量输运。有趣的是,这些结构和动力学特征往往同时出现在驱动耗散系统。在这里,我们寻求一个起源,它们共存的二维驱动颗粒气体的数值模拟。我们揭示了超扩散运输和巨大的密度波动之间的因果关系。粒子碰撞时的动力学耗散取决于碰撞粒子的相对速度,并负责粒子的自生大规模持续定向运动,这是结构和运输之间联系的基础。这个场景由一个简单的缩放参数支持。
2010-03-08 cond-mat.stat-mech
Homogeneous Vapor Nucleation Using Isothermal Multibody Dissipative Particle Dynamics
本文首次用多体耗散粒子动力学模型研究了汽泡从体相亚稳相均匀形核的过程。范德瓦尔斯状态方程用于定义描述本研究中使用的模型流体的保守力。开发了额外的计算工具来帮助可视化系统中形成的蒸汽泡。连续介质热力学思想被用来帮助识别气泡界面和分离分别构成汽泡和大体积液体区域的颗粒。利用这一思想,密度变化被发现从液体到蒸汽区域的系统中平滑地变化。的平方梯度项,所产生的自由能膨胀的密度被发现有径向局部密度变化没有显着的影响。
2012-03-01 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Investigation of dissipative particle dynamics with colored noise
研究了具有时间相关随机噪声的耗散粒子动力学(DPD)的行为。提出了一种新的DPD随机力,它由噪声与1/t成正比的随机力组成,并由所谓的袋鼠过程产生。我们强调随机系统中的时间相关噪声的好处。我们表明,该系统具有显着不同的性质,从经典的DPD,驱动的维纳噪声。当速度的概率分布函数为高斯分布时,加速度呈现双峰特征。虽然涨落耗散定理可能不严格成立,但我们证明了系统达到涨落耗散平衡的平衡态。我们相信,我们对DPD模型的探索性研究可能会刺激修改后的DPD应用到非常规的问题,超越分子建模。
2019-01-08 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
A Rayleigh Bénard Convective Instability Study Using Energy Conserving Dissipative Particle Dynamics
本文首次用能量守恒耗散粒子动力学方法研究了Rayleigh Bénard不稳定性。模拟是在一个理想的耗散粒子动力学流体在一个三维域中仔细选择的参数,使方程中的对流项比传导更占主导地位。超过一个临界温度差的两个电池模式被观察到作为主导结构。随着温度的进一步升高,系统中的密度变化急剧,在冷壁附近形成明显的高密度层。域的长度加倍导致形成四个对流单元,其单元直径与之前相同,证实了在该维度上斑图形成的不变性。域高度的变化导致细胞具有更均匀的外观图案。这里看到的结果和模式在定性上类似于以前对稀薄气体的研究。
2012-01-17 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Hydrodynamic relaxations in dissipative particle dynamics
本文研究了标准耗散粒子动力学(DPD)模型[Groot和Warren,JCP,107:4423(1997)]中弛豫现象的动力学。以波动流体动力学为研究框架,重点研究集体横向和纵向动力学。结果表明,经典流体动力学理论预测的横向动力学在相对较低的温度非常好的模拟数据相比,然而,理论预测,在相同的长度尺度上,不太准确的温度较高。与流体力学的协议取决于粘度的定义,在这里,我们发现,横向动态是独立的耗散和随机剪切力的贡献的应力。对于高温,纵向动力学的频谱是占主导地位的布里渊峰大的长度尺度和弛豫,因此由声波传播,是无热的。这与较低温度和小长度尺度下的结果形成对比,其中热过程清楚地存在于光谱中。Landau-Placzek比低于经典模型Lennard-Jones液体,特别是在较高温度下。DPD模型,至少在定性上,重新捕获的基本流体动力学机制,和定量协议是极好的,在中间温度的横向动力学。
2017-09-25 cond-mat.stat-mech
The dissipative linear Boltzmann equation for hard spheres
本文证明了具有硬球碰撞核的耗散线性Boltzmann方程的单位质量平衡态的存在性和唯一性。平衡态是一个普适的麦克斯韦分布函数,具有与场粒子相同的速度和低于背景温度的非零温度,这取决于二体碰撞的细节。由于H-定理,我们然后证明强收敛的解决方案,以玻尔兹曼方程的平衡。
2003-12-19 cond-mat.stat-mech
How to find the evolution operator of dissipative PDEs from particle fluctuations?
耗散过程存在于大多数科学领域,通常可以抽象地写成$\partial_t z = K(z) δS(z)/δz$,它是熵的梯度流$S$。虽然已经开发了各种技术来计算熵,但从底层粒子模型计算算子$K$是一个长期存在的重大挑战。在这里,我们表明,离散化的扩散算子$K$可以通过一个无限维的波动耗散关系,粒子的波动数值计算,提供了局部平衡的粒子与高斯波动。该方法的一个显著特点是,$K$可以完全预先计算,使宏观模拟的任意可接受的初始数据,而不需要进一步的粒子模拟。我们测试这种粗粒化过程中的零程过程在一个空间维度,并获得了良好的协议与宏观密度演化的解析解。这个例子作为一个新的多尺度范例的蓝图,其中完全耗散演化方程-而不仅仅是参数-可以从粒子数值计算。
2018-11-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.DS
Dissipative quasi-particle picture for quadratic Markovian open quantum systems
量子多体系统的不同区域之间的相关性可以通过基于(约化的)子系统状态的熵的测量来量化。对于封闭系统,一些分析和数值工具,例如,流体动力学理论或张量网络可以准确地捕获子系统熵的时间演化,从而可以深刻理解量子相关的么正动力学。然而,到目前为止,这些方法要么不能应用于开放量子系统,要么不允许混合态的量子熵的有效计算。在这里,我们在解决这个问题上取得了进展,制定了一个耗散准粒子的图片-描述量子熵在流体力学极限的动力学-为一般类的非相互作用的开放量子系统。我们的研究结果表明,在耗散多体系统中,关联一般是通过准粒子的传播建立的。
2022-12-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Steady-State Quantum Zeno Effect of Driven-Dissipative Bosons with Dynamical Mean-Field Theory
我们研究了一个驱动耗散的玻色-哈伯德模型,该模型在每个格点上存在两粒子损失和非相干单粒子驱动,导致有限密度定态。使用动力学平均场论(DMFT)和杂质求解器的基础上精确对角化的相关Lindbladian,我们调查制度的强双粒子损失。在这里,一个定态量子芝诺效应出现,可以看到在现场占领和光谱函数。我们表明,DMFT通过其自洽浴捕获这种效果。我们表明,在深芝诺政权,浴结构简化,与占领的所有浴网站,除了一个成为指数抑制。其结果是,一个有效的耗散硬核Bose-Hubbard二聚体模型出现,辅助浴网站的芝诺耗散尺度控制的单粒子耗散。
2022-05-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Stable schemes for dissipative particle dynamics with conserved energy
Université Paris-Est, CERMICS (ENPC), INRIA(巴黎东大学,CERMICS(国立路桥学院),INRIA)
本文提出一种新方案,将耗散粒子动力学的保守能量部分转化为单变量动力学,并用Metropolis-Hastings算法一步近似求解,确保模拟中无负内部能量,从而允许增大时间步长,即使对于热容量小的系统。
2017-03-15 cond-mat.stat-mech cs.NA math.NA
Entropy stability analysis of smoothed dissipative particle dynamics
The University of Tokyo(东京大学)
本文通过分析SDPD的熵稳定性条件,揭示了不同核函数对熵稳定性的影响,为粒子离散化方法提供了新的理解。
2026-02-24 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Theory of the inverse Faraday effect in dissipative Rashba electron systems: Floquet engineering perspective
该研究从Floquet工程视角出发,采用含耗散的量子主方程,理论研究了二维Rashba电子系统的逆法拉第效应,揭示了稳态与超快脉冲驱动下的自旋动力学规律,为多电子系统超快动力学计算提供微观方法。
2024-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Diffusive modes of two-band fermions under number-conserving dissipative dynamics
本文研究粒子数守恒耗散双带费米子模型,证明扩散子模式存在,并揭示扩散系数对模型细节与耗散速率的依赖及其对多体态工程的影响。
2023-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech