Thinning or thickening? Multiple rheological regimes in dense suspensions of soft particles
稠密胶体和颗粒悬浮液的剪切流变学是强非线性的，因为这些材料表现出剪切变稀和剪切增稠，这取决于多个物理参数。我们数值研究了一个简单的模型的软排斥颗粒在大密度的流变学，并表明，非线性流动曲线，让人想起真实的悬浮液的实验可以得到。通过使用量纲分析和动力学理论的基本要素，我们合理化这些多个流变制度和解开的相对影响的热波动，玻璃和堵塞过渡，惯性和颗粒柔软的流动曲线。我们更具体地描述了剪切增稠制度，并表明，颗粒柔软度和屈服应力的出现在干扰过渡竞争与惯性效应负责所观察到的增稠行为。这使我们能够构建动态状态图，可用于分析实验。
2014-04-18 cond-mat.soft
Kinetic theory of discontinuous shear thickening of a moderately dense inertial suspension of frictionless soft particles
本文通过动理学理论证明中等密度无摩擦软颗粒惯性悬浮液中可发生不连续剪切增稠，并将其视为点燃-淬灭转变，理论结果在宽体积分数范围内与Langevin模拟一致。
2025-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density anomaly of charged hard spheres of different diameters in a mixture with core-softened model solvent. Monte Carlo simulation results
最近，已经通过使用蒙特卡罗模拟和积分方程理论[J. Chem. Phys.，2012，137，244502]。我们目前的短期工作的目的是补充这项研究，考虑在同一软核流体模型的混合物中的直径不等的单价离子。具体而言，我们感兴趣的是在三个模型盐溶质，即氯化钠，氯化钾和氯化铷模型的最大密度（TMD）线的温度与离子浓度的变化的分析。为此，我们求助于蒙特卡罗模拟。我们还讨论了对过剩熵的贡献和定容热容对最大密度线温度的依赖关系。此外，还给出了用对分布函数表示的混合物微观结构的一些例子。
2013-12-16 cond-mat.soft
Emergence and persistence of flow inhomogeneities in the yielding and fluidization of dense soft solids
致密软固体的剪切响应特征在于在达到均匀流动状态之前的应力过冲和持续剪切带。在3D大规模模拟中，我们分析了均匀流动开始所需的时间，在不同的剪切速率和不同的流动几何形状的正应力和结构特征，发现应力过冲，剪切带的形成及其持久性是由初始固体样品中存在的过约束微观域控制的。能够识别这样的域在我们的模型中，由prejuicosahedrally包装的区域，我们表明，他们允许在应力过冲过程中的应力积累和他们的结构重组控制剪切带的出现和持久性。
2017-09-25 cond-mat.soft
Efficient configurational-bias Monte-Carlo simulations of chain molecules with `swarms' of trial configurations
本文提出了一种动态Monte-Carlo算法，它能有效地模拟长柔性链分子的稠密体系。它扩展了配置偏置蒙特卡罗方法，通过同时生成一个大的试验配置。这个过程是通过尝试终止具有低统计权重的未完成的链，并用更强链的克隆（富集）替换这些链来指导的。所得到的方法的效率进行了探索，通过模拟致密的聚合物刷。相对于配置偏差方法，观察到效率至少提高了三个数量级，而相对于反冲生长蒙特卡罗方法，观察到效率提高了几乎一个数量级。此外，据认为，列入“废物回收”是从废弃配置中提取有意义统计数据的有力方法。
2017-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Discontinuous shear thickening of a moderately dense inertial suspension of hydrodynamically interacting frictionless soft particles
本研究通过模拟证明，在中等密度惯性无摩擦软颗粒悬浮液中，颗粒惯性和软度足够显著时，间断剪切增稠可在较低密度下发生，且与动力学理论定性一致。
2025-05-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On coarse-graining by the Inverse Monte Carlo method: Dissipative Particle Dynamics simulations made to a precise tool in soft matter modeling
我们提出了一个很有前途的粗粒化战略连接微观和中观的软物质系统。该方法是基于从详细的原子分子动力学（MD）模拟，然后在粗粒度耗散粒子动力学（DPD）模拟得到的有效的成对相互作用势。这里，通过应用逆蒙特卡罗方法[Lyubartsev和Laaksonen，Phys.Rev.E. Vol.52，3730（1995）]中关于根据径向分布函数描述的自由度的所选子集。在我们的第一个应用程序的方法，有效电位用于DPD模拟的NaCl水溶液。与相同的计算工作，我们能够模拟系统的一个数量级大相比，MD模拟。从MD和DPD模拟的结果被发现是在极好的协议。
2003-03-27 cond-mat.soft
Tensorial Constitutive Models for Disordered Foams, Dense Emulsions, and other Soft Nonergodic Materials
近年来，“软玻璃态物质”的范式被用来描述表现出强烈的局部无序和缓慢的介观重排的各种非遍历材料。然而，到目前为止制定的“软玻璃流变学”（SGR）模型处理隔离的剪切应力，有效地“标量化”的应力和应变率张量。在这里，我们提供的SGR模型，结合其非平凡的老化和屈服性能与张量结构，可以特别适应，例如，流体膜组件或无序泡沫的描述概括。
2003-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Trajectory Extending Kinetic Monte Carlo Simulations to Evaluate Pure and Gas Mixture Diffusivities through a Dense Polymeric Membrane
针对致密膜中气体次扩散导致扩散系数难提取的问题，采用轨迹延伸动力学蒙特卡洛法延伸模拟时间尺度，可准确计算纯气体及二元混合物扩散系数，证实混合物扩散数据对膜性能评估更可靠，为气体分离材料性能评价提供有效模拟方法。
2023-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Phase Transitions of Soft Disks in External Periodic Potentials: A Monte Carlo Study
利用广泛的蒙特卡罗模拟研究了在空间周期性外势作用下，模型胶体与DLVO势相互作用系统的冻结和融化相变的性质.详细的有限尺寸标度分析的各种热力学量，如序参量，其累积量等被用来映射系统的相图的各种值的减少屏蔽长度$κa_{s}$和振幅的外部电位。我们发现一个明显的迹象表明，一个重入的液相在一个显着的区域的参数空间。因此，我们的模拟表明，系统的软盘的行为方式类似于电荷稳定的胶体，这是已知的经历初始冻结，然后由一个重新熔化的过渡作为施加的幅度，调制场产生的交叉激光束是稳步增加。我们的数据的详细分析表明，与最近的激光诱导熔化的位错解约束理论相一致的几个功能。
2002-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Langevin equations for a driven tracer in dense soft colloids: construction and applications
我们描述了一个示踪剂在浴软布朗胶体的粒子耦合到其他浴粒子的密度场。从Dean方程出发，我们导出了整个系统演化的精确方程，并证明了密度场的演化在稠密熔池的极限下可以线性化。这个线性化的迪恩方程与示踪剂采取除了验证再现以前的结果的平均场液体结构和输运性质。然后，示踪剂受到一个外力，我们计算它周围的密度分布，它的迁移率和扩散系数。我们的研究结果表现出的效果，如偏压增强扩散，是非常相似的观察到的相反的限制的硬核格子气，表明这些效果的鲁棒性。我们的预测成功地测试对分子动力学模拟。
2014-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion of a tracer in a dense mixture of soft particles connected to different thermostats
我们研究的动态示踪剂在一个稠密的混合物中的粒子连接到不同的恒温器。从描述系统演化的过阻尼Langevin方程出发，在粒子间软相互作用的限制下，推导出了悬浮液中标记粒子的自扩散系数的表达式。我们的推导，这依赖于线性化的迪恩-川崎方程服从的密度场和路径积分表示的动态的示踪剂，延伸了以前的推导，保持示踪剂接触一个单一的浴。我们的分析结果是面对布朗动力学模拟的结果。与数值模拟的协议是非常好的，即使是高密度。我们展示了示踪剂的扩散率如何受到可能代表聚合物线圈的软颗粒的密集环境的活动的影响-这一结果可能与生物介质中扩散率测量的解释有关。最后，我们的分析结果是一般性的，可以应用到示踪剂的扩散耦合到不同类型的波动环境，只要它们的演化方程是线性的，示踪剂和浴之间的耦合是弱的。
2022-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tracer dynamics in dense soft-colloidal suspensions: From free diffusion to hopping
本研究通过耗散粒子动力学模拟，系统探索了接近热力学冻结转变时稠密软胶体悬浮液中示踪粒子的动力学，发现超软胶体中示踪粒子表现为扩散运动，而硬胶体中则从自由扩散转变为跃迁运动。
2022-07-20 cond-mat.soft
Multiscale Monte Carlo for simple fluids
我们介绍了一种多尺度蒙特卡罗算法来模拟稠密简单流体。更新的概率在其长度尺度上遵循幂律分布。粒子群的集体运动需要Metropolis更新规则的推广来施加细致平衡。我们应用该方法模拟的Lennard-Jones流体和传统的蒙特卡罗和分子动力学，消除流体动力学减慢效率的提高。
2006-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A Novel Approach for Lattice Simulations of Polymer Chains in Dense Amorphous Polymer Systems: Method Development and Validation with 2-D Lattices
在这里，我们提出了系统的发展，通过一种新的计算技术，允许一个有效的会计链构象的致密聚合物的定量晶格模拟。我们的方法是基于原格分解成最佳大小的子格。我们开发和验证的方法在这里的2-D格使用子格的4x 4节点。对于每个可能的连接性，即连接子晶格的4x 4节点与晶格的其余节点的键的布置，评估所有可能的子晶格微观状态（亚微观状态）。我们应用这种技术来研究致密的半结晶聚合物中的层间非晶相，其中聚合物链符合2-D正方形晶格。对于中等大小的晶格（高达8x8节点），精确的结果可以从对应于半结晶系统的完全致密（即没有自由链端）的层间非晶相的所有微观状态的穷举中获得。对于较大的晶格，随机枚举技术（纯熵）和一个有效的大都市蒙特卡罗计划。大量的蒙特卡罗移动选择使得蒙特卡罗移动之间的相关性特别短。因此，感兴趣的统计量可以使用少量的步骤用紧密的误差条（与平均值同时计算）来获得。
2008-05-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hard sphere fluids confined between soft repulsive walls: A comparative study using Monte Carlo and density functional methods
硬球流体之间的平行板的距离$D$分开研究了广泛的包装分数，也包括开始结晶，应用蒙特卡罗模拟技术和密度泛函理论。壁排斥具有Weeks-Chandler-Andersen（WCA）势$V_{WCA}(z) = 4 ε[(σ_w/z)^{12}-(σ_w/z)^6 + 1/4]$的硬球（直径为$σ$），范围为$σ_w = σ/2$。我们在很宽的范围内改变强度$ε$，简单的硬墙的情况下也进行了比较。通过改变$ε$，可以改变表面过量堆积分数和壁流体$(γ_{wf})$和壁晶体$(γ_{wc})$表面自由能。实现了几种不同的从蒙特卡罗（MC）模拟中提取$γ_{wf}$和$γ_{wc}$的方法，并比较了它们的精度和效率。使用基本测量泛函的密度泛函理论（DFT）被发现在很宽的填充分数范围内是定量准确的; DFT和MC之间的小偏差附近的流体到晶体的过渡需要进一步研究。我们的研究结果的软壁附近的密度分布可能是有用的解释相应的实验与合适的胶体分散体。
2011-04-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generating dense packings of hard spheres by soft interaction design
在大尺寸$d$中有效地填充球体是一个特别困难的优化问题。在本文中，我们添加了一个各向同性的相互作用势的纯硬核排斥，并表明，可以调整它，以最大限度地降低包装密度。我们的研究结果表明，指数许多（在粒子数）不同的无序球包装可以有效地构建这种方法，包装分数接近$7\, d\, 2^{-d}$。后者是通过求解最大化的动态玻璃化转变在空间的相互作用势的反问题。我们的方法至关重要地利用了最近精确制定的热力学和动力学的简单液体在无限维。
2018-04-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linear and Nonlinear Rheology and Structural Relaxation in Dense Glassy and Jammed Soft Repulsive Microgel Suspensions
我们提出了一个综合的实验和定量的理论研究的自交联，中性，排斥pNIPAM微凝胶悬浮液的浓度（c）范围跨越流体，玻璃和假定的“软堵塞”制度的力学。在玻璃状态下，我们测量了超过30年的线性弹性动态剪切模量，其遵循明显的幂律浓度依赖性G '~ $c^{5.64}$，然后在高浓度下急剧交叉到接近线性增长。我们制定了一个理论的方法来解决所有三个政权在一个单一的概念布朗动力学框架。一个最低限度的单颗粒描述的构建，允许微凝胶大小随浓度变化，由于空间去溶胀效应。使用赫兹排斥粒子间的潜力和一套统计力学理论，定量预测在静态条件下的微凝胶集体结构，动态本地化长度，弹性模量，和结构弛豫时间。基于一个恒定的颗粒间排斥强度参数，这是由需要的理论，以重现整个浓度范围内的线性弹性剪切模量确定的，我们证明了良好的理论和实验之间的一致性。理论预测了静态结构弛豫时间在变形下的变化，以及屈服应力和应变随浓度的变化。与我们的观察得到合理的协议。据我们所知，这是第一次尝试定量了解结构，静态松弛和剪切弹性，和非线性屈服的致密微凝胶悬浮液使用微观力为基础的理论方法，包括激活跳跃过程。我们希望我们的方法将是有用的其他软聚合物颗粒悬浮液的核壳家庭。
2018-09-28 cond-mat.soft
Equilibration and aging of dense soft-sphere glass-forming liquids
最近发展的不可逆弛豫的自洽广义Langevin方程理论的非平衡扩展[Phys. Rev. E（2010）82，061503;同上061504]用于描述在突然温度淬火之后形成玻璃的软球液体的平衡和老化的不可逆过程，在局部平均颗粒密度保持均匀和恒定的约束下。在这些特定条件下，该理论描述了静态结构因子S（k;t）和动态性质如自中间散射函数F_S（k，τ;t）的非平衡演化，其中τ是关联延迟时间，t是猝灭后的演化或等待时间。具体的预测，最深的淬火（零温度）。α弛豫时间τ_α（t）作为t的函数的预测演化允许我们定义平衡时间t^{eq}，即τ_α达到其平衡值τ_α^{eq}之后的时间。据预测，t^{eq}（α）和τ_α^{eq}都发散为<$\to <$^{（a）}，其中<$^{（a）}是硬球动态停滞体积分数<$^{（a）}\（\approx 0.582），因此表明在<$^{（a）}和以上的平衡性质的测量是实验上不可能的。
2012-11-29 cond-mat.soft
Microscopically grounded constitutive model for dense suspensions of soft particles below jamming
University of Geneva（日内瓦大学）；Université Grenoble Alpes & CNRS, LIPhy（格勒诺布尔阿尔卑斯大学与法国国家科学研究中心，LIPhy实验室）
本文提出一个基于微观机制的构型模型，用于描述致密软粒子悬浊液在阻尼转变以下的流变学特性，预测了剪切稀释和正应力差异等行为。
2023-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental observations of fractal landscape dynamics in a dense emulsion
本文通过稠密乳液中油滴轨迹的经验数据，以无模型方式定量再现了高维分形能量景观的几何特征，证明软玻璃态材料的复杂随机运动可由分形景观动力学驱动。
2023-07-04 cond-mat.soft q-fin.ST
Monte Carlo Renormalization Group for Entanglement Percolation
我们使用一个大单元的蒙特卡罗重整化过程，计算系统的增长线性聚合物的临界指数。我们模拟了大MC细胞中非交叉链的生长。在粗粒化条件下，链相互干扰的密集区域会产生连接的簇。在每个时间步，被占用的债券的分数确定在原始和粗粒度的配置，并在许多实现的平均。我们对三维晶格分维的计算结果与渗流值一致。
2002-07-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linear and nonlinear rheology of dense emulsions: Identifying the glass and jamming regimes
我们讨论了浓缩（亚）微尺度乳液的线性和非线性流变学，无定形无序固体组成的排斥和可变形的软胶体球。基于最近的结果从模拟和理论，我们推导出定量预测的弹性剪切模量和屈服应力的液滴体积分数的依赖关系。我们观察到的显着的一致性与实验支持的情况下，排斥玻璃和堵塞状态可以清楚地确定在有限温度下的软球的流变学，而连续从液体到高度压缩的无序固体交叉。
2013-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical Simulation of Nuclear "Pasta": Soft Condensed Matter in Dense Stars
二十多年前，人们预测原子核可以具有有趣的形状，如棒或板等，在超新星的核心和中子星的外壳中。这些非球形的核被称为核“面”。近年来，我们用量子分子动力学（QMD）方法研究了pasta相的动力学，为这一体系的研究开辟了新的方向。我们的研究结果包括：通过冷却热的均匀核物质动态地形成面团相;在密度与温度平面中的相图;通过压缩诱导的面团相之间的结构转变以及它们进行的机制的阐明。在这篇文章中，我们给出了面食阶段的基础物理学和天体物理学的概述，并回顾我们的工作，为其他领域的读者。
2007-05-10 astro-ph cond-mat.soft nucl-th
Elastic properties of dense hard-sphere fluids
基于Miller [J. Chem. Phys. { \bf 50}，2733（1969）]推导的表达式，提出了致密硬球（HS）流体弹性性质的新分析。HS流体的声波传播，泊松比，斯托克斯-爱因斯坦关系，广义柯西恒等式方面的重要后果进行了探讨。传统的表达高频弹性模量的简单系统与连续和可微的原子间相互作用势是众所周知的发散时，接近HS排斥极限。这种分歧的根源在这里确定。结果表明，这些传统的表达式只适用于足够软的相互作用，而不应适用于HS系统。报道的结果可以在统计物理，流体物理，软凝聚态和颗粒材料的背景下感兴趣。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
