Dynamical density functional theory for colloidal particles with arbitrary shape
从多粒子Smoluchowski方程出发，导出了任意形状布朗粒子的动力学密度泛函理论。被动和主动（自推进）粒子被认为是。由此产生的理论构成了一个微观框架，探讨集体动力学行为的双轴粒子在非平衡状态。对于球形和单轴粒子，早期推导的动力学密度泛函理论恢复为特殊情况。我们的研究动机是最近的实验进展，制备胶体粒子与许多不同的双轴形状。
2011-06-12 cond-mat.soft
Beyond the Rosenfeld Functional: Loop Contributions in Fundamental Measure Theory
Rosenfeld泛函为硬凸粒子系统的流体相的预测提供了极好的结果，但在超过凝固点时失败。这种限制的原因是忽略了粒子直径以外的取向和距离相关性。在当前的文章中，我们解决了这个限制，并推广的基本测量理论的交叉中心的扩展。结果表明，粒子系统的相交概率是由一个代数，罗森菲尔德的权函数表示。对于交叉网络的子图，我们推导出顶点函数，为自由能泛函提供了构建块。通过导出Rosenfeld泛函及其在第三维里阶中精确的导正，说明了它们的应用。进一步，利用这些方法导出了Mayer环图上无穷和的一个近似泛函。比较这一结果白熊马克II功能，我们发现两个结果之间的一般协议。
2012-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dimensional crossover of the fundamental-measure functional for parallel hard cubes
我们提出了一个正则化最近提出的基本措施功能的混合并行硬立方体。正则化的功能示出有右维交叉到任何更小的尺寸，从而允许使用它来研究高度不均匀的相（如固相）。此外，它示出了如何使用的零维功能作为生成功能的稍微更一般的模型的平行硬平行六面体的功能可以得到。后一系统的多组分版本也给出了，并建议如何重新制定它作为一个限制取向模型的液晶。最后，该方法被进一步扩展到建立一个功能的混合平行硬柱。
1997-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Density Functional Theory of Inhomogeneous Liquids: II. A Fundamental Measure Approach
先前，已经示出了用于Lennard-Jones流体的直接关联函数可以通过硬球的直接关联函数、平均场尾部和构造成再现流体的（已知）体状态方程的芯区域中的简单线性校正的总和来建模（Lutsko，JCP 127，054701（2007））。在这里，这个模型是结合从基本测量理论的想法，建立一个密度泛函理论的自由能。该理论被证明可以准确地描述一系列非均匀条件，包括液-气界面、与硬壁接触的流体以及限制在狭缝孔中的流体。该理论给出了精确的定量预测的表面张力，包括其依赖于潜在的截止。它也服从两个重要的精确条件：直接关联函数与自由能对密度的泛函导数的关系，以及壁定理。
2008-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean-field dynamical density functional theory
研究了超软粒子在三维空间中随时间变化的外约束势作用下密度分布的非平衡动力学演化。所采用的理论形式是Marini Bettolo Marconi和Tarazona [J. Chem. Phys. { \bf 110}，8032（1999）]的动力学密度泛函理论（DDFT），由基本上精确的平衡过量自由能泛函提供。我们通过进行广泛的布朗动力学模拟来补充我们的理论分析。我们发现理论和模拟的整个时间演化的密度分布之间的良好协议，从而证明了DDFT的有效性时，采用一个准确的平衡自由能泛函。
2003-01-20 cond-mat.soft
Explicitly stable Fundamental Measure Theory models for classical density functional theory
根据最近引入的基于其有界性的密度泛函全局稳定性概念，重新检查了基本测度理论（硬球经典密度泛函理论的一种形式）的最新张量版本的推导（Lutsko和Lam，Phys. Rev. E 98，012604（2018））。结果表明，在本范例中，明确的稳定性的功能可以实现只有在放弃在低密度的准确性为代价。有人认为，这是一个可以接受的权衡，因为DFT的主要价值在于研究稠密系统。各种各样的系统的显式计算表明，提出的显式稳定的功能是在所有方面与流行的白熊模型的竞争力，同时分享它的一些弱点时，适用于非紧密堆积的固体。
2020-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Dynamical density functional theory for the drying and stratification of binary colloidal dispersions
我们发展了一个基于动态密度泛函理论的模型，用于研究平面上胶体薄膜的干燥。我们考虑两种不同尺寸的硬球胶体的混合物。根据溶剂蒸发速率和两种物质的初始浓度，我们观察到不同程度的分层在最终的干燥膜。我们的模型预测的各种结构中描述的文献中以前从实验和计算机模拟，特别是小的顶部分层膜。我们的模型还包括颗粒吸附到界面的影响。
2021-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Some Fundamental Properties of the Integer-States in Open-System, Ensemble Energy-Density Functional Theories
包络平均是一种近似技术，用于连接系统的宏观和微观性质。对于相对于与浴的粒子交换开放的系统，微观状态是具有整数个粒子的那些状态。当开放系统的一个属性被表示为这些微观状态的系综平均值时，自洽性决定了开放系统能量密度泛函和描述微观状态的整数态泛函的属性的几个含义。首先，每个整数态能量密度泛函是Levy发现的原始类型的泛函。另一个是，开放系统的功能上的系综密度的依赖性是线性的，而整数状态的功能的依赖性是决定性的非线性。最后，相对于粒子数的一些开放系统密度泛函的导数不连续性行为似乎是连接到控制系综中的子系统之间的相互作用的整数状态泛函的有效外部势的长程行为。
2000-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Close to the edge of Fundamental Measure Theory: density functional for hard sphere mixtures
分析了硬球混合物自由能量密度泛函的基本测度理论的结构。比较研究的不同版本的理论，和其他密度泛函的方法，在其通用形式的三点直接关联函数，这清楚地表明了不同的近似的主要优点和问题。最近开发的版本的单组分的情况下，扩展到不同半径的硬球的混合物，并提出了一个新的处方，以获得这些混合物在一维（1D）限制的确切尺寸交叉。平面壁面流体界面和一维流体的数值结果。
2002-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized dynamical density functional theory for classical fluids and the significance of inertia and hydrodynamic interactions
我们研究了胶体流体的动力学，包括惯性和流体动力学的相互作用，这两种效应强烈影响系统的非平衡性质。我们得到了一个一般的动力学密度泛函理论（DDFT），它表现出很好的协议与完整的朗之万动力学。在适当的限制，我们恢复现有的DDFT和Navier-Stokes方程与额外的非本地条款。
2012-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Perspective: How to overcome dynamical density functional theory
本文指出动力学密度泛函理论的局限，提出以功率泛函理论系统描述非平衡动力学，并通过机器学习三维Lennard-Jones流体稳态沉降中的运动学映射，验证其在预测与设计非平衡多体动力学方面的潜力。
2023-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Particle Conservation in Dynamical Density Functional Theory
本文给出了经典流体非均匀密度分布动力学的精确绝热理论。不存在动力学密度泛函理论的错误粒子数涨落，无论是正则和巨正则初始条件。我们得到了正则自由能泛函，它给出了过阻尼布朗运动的绝热粒子间力。使用一个确切的和最先进的近似硬核自由能泛函之一，我们得到了很好的协议与模拟。该理论适用于处于和不处于平衡状态的有限系统。
2016-01-07 cond-mat.soft physics.class-ph
Superadiabatic Dynamical Density Functional Theory for One-Dimensional Brownian Hard-Rod Fluids
Institute for Applied Physics, University of Tübingen（蒂宾根大学应用物理研究所）；Institute for Theoretical Physics, University of Tübingen（蒂宾根大学理论物理研究所）
本研究采用超绝热动力学密度泛函理论，结合精确自由能泛函与三粒子绝热闭合，准确描述一维硬棒弛豫，并与模拟验证，另评估了需记忆核的功率泛函近似。
2026-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A density functional for the lattice gas from fundamental measure theory
基于格点基本测度理论，构造了正方格点和立方格点上格子气/伊辛模型的密度泛函.为了处理最近邻的格子气颗粒之间的吸引力，该模型被映射到一个多组分模型的硬颗粒与额外的晶格聚合物，颗粒之间的有效吸引力产生的耗尽效应。晶格聚合物通过引入聚合物团簇（由它们包含的聚合物的数量标记）进一步处理，使得模型成为具有非加性硬相互作用的颗粒和聚合物团簇的多组分模型。利用格点基本测度理论构造了该非加性硬模型的密度泛函。由此产生的体相图恢复Bethe-Peierls近似和平面界面张力显示出相当大的改善相比，标准的平均场功能，并接近模拟结果在三维空间。我们证明了存在的平面界面解决方案的化学势远离共存时，等摩尔界面的位置被约束到任意的实际值。
2021-04-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram of two-dimensional hard rods from fundamental mixed measure density functional theory
本文提出了二维可取向硬棒体相图的密度泛函理论，并用Monte Carlo计算机模拟数据进行了验证。详细地说，一个显式的密度泛函来自基本的混合测度理论和自由最小化的硬discorectangles的数值。相图，其中包括稳定的各向同性，双晶，近晶相和结晶相，得到了与模拟数据显示出良好的一致性。我们的功能是有效的多组分混合物的硬粒子与任意凸形状，并提供了一个可靠的起点，探索各种不均匀的情况下，二维硬棒及其布朗动力学。
2017-10-06 cond-mat.soft
Dynamical density functional theory with hydrodynamic interactions and colloids in unstable traps
提出了一种胶体动力学的密度泛函理论，它包括胶体颗粒之间的流体动力学相互作用。该理论被应用到动态的胶体粒子在光阱中的时间周期性地切换从一个稳定的到不稳定的限制电位。在没有流体动力学相互作用的情况下，由此产生的密度呼吸模式，在陷阱中心表现出巨大的振荡，几乎完全由流体动力学相互作用阻尼。预测的动力学密度场与布朗动力学的计算机模拟结果吻合得很好。
2008-03-13 cond-mat.soft
Dynamical density functional theory based modelling of tissue dynamics: application to tumour growth
我们提出了一个理论框架的基础上扩展的动态密度泛函理论（DDFT）描述的结构和动态的细胞在活组织和肿瘤。DDFT是研究相互作用多粒子系统密度分布随时间演化的微观统计力学理论。该理论解释了细胞对相互作用，不同的细胞类型，表型和细胞出生和死亡过程（包括细胞分裂），以提供跨尺度桥接过程的生物药理学一致描述，包括描述组织结构下降到单个细胞的水平。模型的分析提出了一个单一的物种和两个物种的情况下，后者的目的是描述肿瘤和健康细胞之间的竞争。在适当的参数制度，模型结果与生物学观察是一致的。特别值得注意的是，不同的肿瘤生长行为，反映了转移性和良性的生长特征，被证明是依赖于细胞对相互作用参数。
2018-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Neural functional theory for inhomogeneous fluids: Fundamentals and applications
本文结合经典密度泛函理论与深度神经网络学习硬球流体的精确单体直接关联泛函，利用自动微分和泛函线积分获得高阶关联与自由能，并以低成本自洽预测宏观密度分布，精度优于基本测量理论。
2023-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modelling the evaporation of thin films of colloidal suspensions using Dynamical Density Functional Theory
最近的实验表明，在胶体悬浮液的薄膜的蒸发去湿过程中可能形成各种结构。观察到强烈支化的“花状”、网状和网状结构的纳米颗粒沉积物。它们是由系统的不同输运过程和富相行为引起的。我们开发了一个模型的系统，基于动态密度泛函理论，再现这些结构。该模型用于确定溶剂蒸发和胶体颗粒和液体在表面上的扩散的影响。最后，我们调查所需的条件“液体颗粒”相分离发生，并讨论其对自组织纳米结构的影响。
2011-06-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Extended dynamical density functional theory for nonisothermal binary systems including momentum density
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）；University of Bayreuth（拜罗伊特大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；DWI – Leibniz Institute for Interactive Materials（莱布尼兹交互材料研究所）；University of Münster（明斯特大学）
本文提出一种扩展动力学密度泛函理论，用于描述非等温二元系统中的动力学行为，包括动量密度，以准确计算声速。
2026-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamical density functional theory analysis of the laning instability in sheared soft matter
利用动力学密度泛函理论（DDFT）方法研究了剪切作用下胶体悬浮液的横向不稳定性。在拉宁过渡的非平衡有序驱动的非仿射粒子运动所产生的粒子间的相互作用。从DDFT，其中包括非仿射运动开始，我们进行线性稳定性分析，使识别的区域的参数空间车道形成。我们说明了我们的一般方法，将其应用到一个简单的单组分流体的软渗透颗粒。
2017-11-29 cond-mat.soft
Learned Free-Energy Functionals from Pair-Correlation Matching for Dynamical Density Functional Theory
TU Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Machine Learning（慕尼黑机器学习中心）；Van’t Hoff Institute for Molecular Sciences, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学范特霍夫分子科学研究所）；Informatics Institute, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学信息学研究所）；Institute for Theoretical Physics, Utrecht University（乌得勒支大学理论物理研究所）
本文展示了无需重新训练即可将对关联匹配学习到的神经过剩自由能泛函应用于DDFT，以模拟3D Lennard-Jones系统的非平衡过阻尼动力学，为多体非平衡系统建模提供了高效准确的新途径。
2025-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Assessment of exchange-correlation functionals for the calculation of dynamical properties of small clusters in TDDFT
我们提出了一个详细的研究不同的交换相关（xc）泛函在描述有限系统的动力学性质。为此，我们采用实时空间技术计算了Na_2，Na_4，SiH_4和Si_2H_6四个小团簇的静态极化率、电离势和光吸收谱。计算的静态极化率和电离势似乎是在相当好的协议与现有的实验数据，一旦适当的渐近电位被考虑在内。同样的结论也适用于吸收光谱，尽管所使用的xc核不能在电子和空穴之间提供足够强的吸引相互作用，导致光谱稍微向更高的能量移动。这一缺陷可以追溯到相关泛函中动力学效应的描述不足。此外，它表明，用于获得基态的xc势是得到合理的光谱的关键因素，而xc核的选择只是数额小，虽然重要，定量的变化。
2001-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Recent developments in classical density functional theory: Internal energy functional and diagrammatic structure of fundamental measure theory
综述了经典非均匀液体密度泛函理论的几个最新进展。我们展示了如何列维的约束搜索方法可以用来推导变分原理，密度泛函理论的基础。该方法的一个优点是，亥姆霍兹自由能作为一个功能的审判单体密度给出了一个明确的表达，而不参考外部潜力的情况下，在标准的Mermin-埃文斯证明归谬。我们展示了如何推广的方法，以表示的内能作为一个功能的单体密度分布和局部熵分布。在这里，局部化学势和体温度在Euler-Lagrange方程中起拉格朗日乘子的作用，用于泛函的最小化。作为硬球混合物的自由能泛函的显式近似，罗森菲尔德的基本测量密度泛函的图解结构。最近的扩展，基于Kierlik-Rosinberg标量权重函数，二元和三元非加性硬球混合物进行了描述。
2012-12-27 cond-mat.soft
Structural, Electronic, and Dynamical Properties of Liquid Water by ab initio Molecular Dynamics based on SCAN Functional within the Canonical Ensemble
采用SCAN元-GGA泛函近似，对正则系综中的液态水进行了从头算分子动力学（AIMD）模拟，并与GGA水平的PBE泛函和包含PBE泛函的Tkatchenko-Scheffler van der Waals（vdW）色散修正的结果进行了系统的比较.我们分析了液态水的各种性质，包括径向分布函数，氧-氧-氧三重态角分布，四面体，氢键，扩散系数，环统计，态密度，带隙和偶极矩。我们发现，扫描功能通常是更准确的比其他两个功能的液态水，不仅捕获的中程VDW相互作用，但也减轻了PBE模拟中规定的过于强大的氢键。我们还比较了基于扫描的AIMD模拟的结果在典型的等温等压合奏。我们的研究结果表明，SCAN提供了一个可靠的描述大多数结构，电子和动力学性质的液态水。
2018-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Dynamical density functional theory for the dewetting of evaporating thin films of nanoparticle suspensions exhibiting pattern formation
最近的实验表明，在蒸发胶体纳米颗粒悬浮液的去湿膜中形成的引人注目的结构发生在介观去湿前沿留下的“后体”层中。各种相变和传输过程发生在后体层中，这可能导致纳米颗粒沉积物的形式为半胱氨酸，网络或强烈分支的“手指”结构。我们开发了一个多功能的动态密度泛函理论来模拟这个系统，它捕获所有这些结构，并可用于调查的蒸发/冷凝，纳米粒子的运输和溶质运输的影响，在一个有区别的方式。我们强调，特别是，微妙的相互作用，在层中的分解和接触线运动上观察到的颗粒引起的横向不稳定的去湿前的影响。
2010-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modeling diffusion in colloidal suspensions by dynamical density functional theory using fundamental measure theory of hard spheres
研究了硬球胶体悬浮液在过阻尼极限下的布朗运动动力学。我们利用动力学密度泛函理论（DDFT）得到了van Hove函数的自性和不同部分随时间的演化。我们使用的硬球流体的自由能模型是罗森菲尔德基本测量理论的非常精确的白熊II版本。然而，为了消除范霍夫函数的自我部分内的相互作用，必须对自由能泛函进行非平凡的修改。我们比较我们的理论结果与数据，我们从动态蒙特卡罗模拟，发现后者是很好地描述了我们的方法，即使胶体包装分数高达40%。
2018-01-14 cond-mat.soft
Free Minimization of the Fundamental Measure Theory Functional: Freezing of Parallel Hard Squares and Cubes
由于胶体合成技术的显著进步，正方体和立方体系统，曾经是理论家和模拟器的学术抽象，现在是实验现实。通过自由能泛函的自由极小化，我们应用基本测度理论分析了平行硬正方体和硬立方体的相行为。我们将我们的结果与基于高斯参数化的传统方法所获得的结果进行比较，发现两种方法之间存在较小的偏差和良好的总体一致性。对于硬广场，我们的预测功能在中间包装分数近晶相，但预计是不稳定的，由于热波动。这意味着，对于硬正方形的理论预测要么空位丰富的二阶过渡或空位穷人弱一阶相变在较高的密度。根据以前的研究，预测具有高空位浓度的二阶转变硬立方体。
2012-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical density functional theory for dense suspensions of colloidal hard spheres
利用动力学密度泛函理论研究了胶体硬球在布朗运动下的结构弛豫。与部分线性化路线相反[Stopper { \em et al.}，E { \bf 92}，022151（2015）]，其相当于对van Hove函数的自和不同部分使用不同的自由能泛函$G(r,t)$，我们提出了对两个分量采用单个泛函的统一描述。为此，通过零维极限的功能与淬火的自我组件内的自我部分的相互作用被删除。此外，我们利用硬球悬浮液中的长时间流动性的理论结果，我们适应非均匀流体。我们的结果为$G(r,t)$是在良好的协议与数值模拟，即使在稠密的液相。特别是，我们的理论准确地产生交叉从自由扩散在短时间内缓慢的长时间扩散在拥挤的环境中。
2018-01-14 cond-mat.soft
Dynamical density functional theory for dense odd-diffusive fluids
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）；Max Rubner-Institut (MRI)（马克斯·鲁布纳研究所）
本文提出了一种用于稠密奇扩散流体的动力学密度泛函理论，揭示了奇扩散在集体弛豫和密度分布中的独特效应，并通过模拟验证了其在非平衡传输中的有效性。
2026-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fundamental measure theory for lattice fluids with hard core interactions
我们提出了扩展Rosenfeld的基本措施理论的晶格模型，通过构建一个密度泛函的d维混合平行硬超立方体上的一个简单的超立方晶格。一维情形是完全可解的，但必须区分两种情形：所有具有相同长度奇偶性的物种（加法混合）和任意长度奇偶性的物种（非加法混合）。据我们所知，这是第一次考虑后一种情况。在一维精确泛函形式的基础上，我们将零维腔方法推广到格点模型，从而将零维腔方法推广到高维。这确保了泛函具有到任何较低维度的正确维度交叉，包括精确的零维极限。一些应用程序的功能，以特定的系统也示出。
2002-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vacancy diffusion in colloidal crystals as determined by dynamical density-functional theory and the phase-field-crystal model
利用布朗动力学计算机模拟、动力学密度泛函理论和相场晶体模型研究了排斥偶极粒子的二维晶体在熔化转变附近的行为。通过从平衡晶体中取出粒子来产生空位，并且通过监测随时间变化的单粒子密度来跟踪空位的弛豫动力学。我们发现，空位是迅速填补了扩散跳跃的邻近粒子对空位中心。我们研究的扩散常数的温度依赖性，并发现它随着温度的降低而降低的模拟。动态密度泛函理论再现了这一趋势。相反，相场晶体计算预测相反的趋势。因此，相场模型需要一个温度依赖的迁移率表达式来正确预测趋势。
2013-02-05 cond-mat.soft
Dynamical density functional theory for molecular and colloidal fluids: a microscopic approach to fluid mechanics
近年来，发展了一系列动力学密度泛函理论（DDFTs）来描述胶体和原子流体的单体密度动力学。在胶体的情况下，粒子被假定为具有随机运动方程和理论存在的情况下，当粒子运动是过阻尼的，也在该政权的惯性效应是相关的。在本文中，我们扩展的理论和探索微观DDFT和连续流体力学的运动方程之间的联系。特别是，从控制系统相空间概率分布函数动力学的Kramers方程开始，我们表明可以获得近似的DDFT，它是欧拉方程的推广。该DDFT能够描述流体密度分布的动态，直到单个颗粒的尺度。与先前的DDFT一样，动力学方程需要来自平衡密度泛函理论（DFT）的亥姆霍兹自由能泛函作为输入。对于一个平衡系统，该理论预测的流体单体密度分布与从DFT中获得的相同。作进一步的近似，我们表明，该理论可用于获得模式耦合理论，被广泛用于描述从液体到玻璃态的过渡。
2008-12-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superadiabatic dynamical density functional theory for colloidal suspensions under homogeneous steady-shear
本文利用超绝热动力学密度泛函理论计算均匀稳态剪切下胶体悬浮液的稳态结构与粘度，并首次将其与Russel-Gast体相流变理论联系起来，实现向非均匀体系的推广。
2024-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical density functional theory for the evaporation of droplets of nanoparticle suspension
我们开发了一个格子气模型的纳米颗粒悬浮液的液滴在平面表面上的干燥，使用动态密度泛函理论（DDFT）来描述的溶剂和纳米颗粒的密度分布的时间演化。DDFT假设扩散动力学，但不包括溶剂的平流流体动力学，因此该模型与高粘度或接近平衡的系统相关。尽管如此，我们还是看到了一个类似于咖啡环染色效应的现象，但在本模型中，它是由于热力学而不是流体力学的原因而发生的。该模型结合了液滴内的相分离和垂直密度变化的影响，以及这些对表面上的纳米颗粒沉积图案的后果。我们展示了如何包括在表面的滑移或无滑移的影响，以及这是如何与后退的接触角。我们还确定如何平衡接触角取决于微观相互作用参数。
2017-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical density functional theory: phase separation in a cavity and the influence of symmetry
考虑由两种粒子组成的流体，其中粒子间对势为$u_{11} = u_{22} \neq u_{12}$。当两个外腔势相同时，在腔中限制来自每个物种的相等数量的粒子时，人们发现由于对称性，每个物种的平均单体密度分布被限制为完全相同。对于具有相分离的布朗粒子通过排斥高斯对势相互作用的二元流体，我们使用Marconi和Tarazona [{ \it J. Chem. Phys.}，{ \bf 110}，8032（1999）]。在对称性破缺时，我们看到流体的单体密度分布可以显示出存在的相分离。
2005-09-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical density functional theory for the diffusion of injected Brownian particles
虽然一个单一的布朗粒子在受限的几何形状的扩散理论是行之有效的，现在，我们在这里讨论的理论框架，必要的推广扩散理论的稠密悬浮液的强相互作用的布朗粒子。经典布朗粒子的动力学密度泛函理论（DDFT）是实现这一目标的理想工具。在概述了DDFT的基本成分后，我们表明它可以很容易地应用于具有时间依赖性颗粒源的流动悬浮液。粒子的相互作用导致相当大的分层的平均密度分布，一个功能，是不存在的平凡的情况下，无相互作用，自由扩散的粒子。如果粒子注入速率以合适的频率随时间周期性地变化，则预测平均粒子密度分布的分层中的共振。
2014-09-08 cond-mat.soft
Bulk inhomogeneous phases of anisotropic particles: A fundamental measure functional study of the restricted orientations model
计算了长扁粒子在限制取向近似下的相图。过渡到不同的非均匀相（近晶，柱状，定向，或塑性固体）进行了研究，通过最小化的基本措施功能（FMF）的硬平行六面体。并行硬立方体（PHC）作为一个特殊的情况下的研究也包括最近的模拟这个系统的动机。结果，获得了丰富的相行为，除了通常的液晶相之外，其还包括非常特殊的相（在此称为双晶相），该相已经在模型的唯一现有模拟中发现，并且由于施加在取向上的限制，该相被证明是稳定的。在定性水平上与其他各向异性粒子系统的模拟结果的相图进行比较。
2004-06-21 cond-mat.soft
Lattice Fundamental Measure Theory beyond 0D Cavities: Dimers on Square Lattices
本文通过经典密度泛函理论，基于Levy处方推导出方格上二聚体的扩展自由能泛函，在可容纳两粒子的空腔中精确，并改善了体相及受限系统在高填充率下的自由能预测。
2023-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flow of colloidal solids and fluids through constrictions: dynamical density functional theory versus simulation
利用动力学密度泛函理论和粒子分辨布朗动力学模拟，我们研究了二维胶体固体和流体在具有几何收缩的线性通道中的流动.流动是由作用在所有胶体上的恒定外力产生的。初始构型在没有流动的情况下平衡，然后外力瞬时接通。在开始流动时，我们观察到四种不同的情况：完全阻塞，单调衰减到恒定的粒子通量（典型的流体），阻尼振荡行为的粒子通量，和一个长寿命的停止和去的行为在流（典型的固体）。动态密度泛函理论描述了所有四种情况，但预测在模拟中总是阻尼的流动中的无限长的无阻尼振荡。我们属性的基本停止和去流的流动固体对称条件的机制。我们的预测是可验证的，在实际空间实验中的磁性胶体单分子层，这是通过结构化的微通道驱动，并可以利用来引导微流体的流量吞吐量。
2015-12-02 cond-mat.soft
Sedimentation of a two-dimensional colloidal mixture exhibiting liquid-liquid and gas-liquid phase separation: a dynamical density functional theory study
我们提出了动态密度泛函理论的结果的密度分布的时间演化的沉积模型的二维二元混合胶体。混合物的体相行为、其在限制壁处的界面性质和引力场之间的相互作用产生了丰富多样的平衡和非平衡形态。在流体状态下，该系统表现出液-液相分离和气-液相分离。随着系统的沉积，相分离显着影响的动态，我们探讨的情况下，最终状态是一个共存的三个不同的阶段。求解二维的动力学方程，我们发现在某些情况下，两种物质的最终密度分布具有不同于外部势的对称性，这可能是令人惊讶的，考虑到该理论的统计力学起源。文章最后对此进行了讨论。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Dynamical density functional theory for "dry" and "wet" active matter
在过去的50年里，平衡态密度泛函理论（DFT）已经被证明是一个强大的，通用的和预测的经典粒子的静力学和结构的方法。该理论可以推广到完全过阻尼布朗胶体粒子的非平衡动力学，进而发展为所谓的动力学密度泛函理论（DDFT）。DDFT的成功使其成为活性物质的第一性原理描述的一个有希望的候选者。在本讲座中，我们将首先概括经典的DDFT被动胶体颗粒通常由Smoluchowski方程描述。从Smoluchowski方程的DDFT的基本推导后，我们讨论了定向自由度和被动粒子的流体动力学相互作用的效果。这为我们将DDFT推广到活性物质提供了一个理想的位置。特别是，我们区分"干活性物质"，这是由自推进的颗粒，不包含周围溶剂的流体动力学流动效应和"湿活性物质"，其中所产生的流体动力学流场的microswimmer考虑。对于后者，DDFT是一种工具，它统一了热波动，直接粒子相互作用，外部驱动场和流体动力学效应所产生的内部自推进区分"推"和"拉"。一些最近的应用程序进行了讨论，包括短暂的集群的自推进杆和自发形成的流体动力泵在封闭的microswimmer。
2021-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical density functional theory for circle swimmers
大多数关于自推进粒子和微型游泳者的研究集中在不具有确定性弯曲轨迹的物体上。然而，完美的轴对称在现实中很难找到，形状不对称的主动微泳者往往表现出持久的曲率的轨迹。因此，我们在这里提出了一个粒子尺度的统计方法的圆游泳悬浮液的动力学密度泛函理论。它是基于一个最小的microswimmer模型，特别是，包括游泳者之间的流体动力学相互作用。在理论推导之后，我们数值研究了将游泳者限制在圆对称势阱中的平面示例情况。在那里，我们发现，增加曲率的游泳轨迹可以扭转主动驱动器的定性效果。更准确地说，随着曲率的增加，游泳者向外推动限制的效率降低，而是在陷阱的中心形成高密度的斑块。我们的结论是，在水动力相互作用的存在下，个别游泳者的圆周运动具有局部化效应。我们的部分结果可以通过实验得到证实，例如，使用不同长宽比的L形圈游泳者的悬浮液。
2018-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superadiabatic dynamical density functional study of Brownian hard-spheres in time-dependent external potentials
本研究采用超绝热动力学密度泛函理论，无需拟合参数或模拟输入，直接预测含时外势下布朗硬球系统的单体密度演化，并与绝热DDFT和布朗动力学模拟对比，验证其准确性。
2023-06-22 cond-mat.soft
Free energies, vacancy concentrations and density distribution anisotropies in hard--sphere crystals: A combined density functional and simulation study
我们使用蒙特卡罗模拟和密度泛函理论（采用基本测度泛函）对硬球晶体中的自由能和密度分布进行了比较研究。使用最近引入的技术（Schilling和Schmid，J. Chem. Phys 131，231102（2009）），我们获得了高精度的晶体自由能。从基本测量理论的自由能是在良好的协议与模拟结果，并证明这些泛函的适用性，涉及结晶的其他问题的治疗。FMT和模拟之间的协议的水平上的自由能也反映在周围的单晶格位置的密度分布。总体而言，不同晶格方向的峰宽和各向异性符号一致，然而，发现基本测量理论给出的峰略窄，各向异性比模拟中看到的更大。在所研究的三种基本测度泛函中，只有白熊II泛函（Hansen-Goos和Roth，J. Phys.：康登斯Matter 18，8413（2006））展示了平衡空位浓度的合理结果和由固定空位浓度约束的晶体中化学势的物理行为。
2010-09-03 cond-mat.soft
Nonequilibrium phase transitions of sheared colloidal microphases: Results from dynamical density functional theory
利用经典的密度泛函理论及其动力学推广，我们考虑了具有球对称竞争相互作用的胶体流体，这类流体具有丰富的体相行为.这包括复杂的三维周期性有序的簇相，如层状、二维六角填充圆柱体、螺旋状结构或球形胶束。虽然体相行为已被广泛研究，在早期的工作中，在本文中，我们专注于这种结构之间的平面排斥壁剪切流。对于足够高的剪切速率，我们观察到，微相分离可以成为完全抑制。然而，对于较低的剪切速率，我们发现例如螺旋结构经历动力学相变为六边形填充的圆柱相，这在实验和理论上在两亲性嵌段共聚物体系中发现。因此，除了后者和胶体系统之间的平衡相行为的已知的相似性，我们的工作揭示了进一步有趣的非平衡关系的共聚物熔体和胶体流体之间的竞争相互作用。
2018-06-08 cond-mat.soft
Bulk dynamics of Brownian hard disks: Dynamical density functional theory versus experiments on two-dimensional colloidal hard spheres
利用动力学密度泛函理论（DDFT），从理论上研究了硬盘的布朗自扩散和结构弛豫，并与准二维胶体硬球的实验结果进行了比较.为此，我们计算的自我和不同的van Hove关联函数，最近提出的DDFT三维系统的方法扩展到二维。我们发现，van Hove函数的自身部分和不同部分的理论结果与实验在相对较高的流体填充分数（约0.60）下具有非常好的定量一致性。然而，在更高的密度下，实验和理论方法之间的偏差变得清晰可见。在实验中，当填充分数增加时，短时间的自扩散行为强烈地受到流体动力学效应的影响，并导致各自的均方位移显著降低。与此相反，并根据以前的模拟研究，本DDFT忽略流体动力学效应，显示没有依赖于颗粒密度为这个量。
2018-02-26 cond-mat.soft
Foundation of classical dynamical density functional theory: uniqueness of time-dependent density-potential mappings
该研究推导了边界无通量等明确条件，证明经典含时多体系统中密度到含时外势的映射具有唯一性，为动力学密度泛函理论（DDFT）提供了无需绝热近似的严格基础，结论适用于含非保守力的一般超绝热动力学。
2025-03-19 cond-mat.soft math-ph math.MP
