Discrete Boltzmann modeling of liquid-vapor system
进一步探讨了单组分两相流或气液两相系统的离散Boltzmann模型。系统中存在两种非平衡效应。第一种是机械非平衡（MNE）。二是热力学非平衡（TNE）。传统流体动力学理论对MNE进行了很好的描述。TNE的描述诉诸气体动力学理论。由于基于玻尔兹曼方程，DBM使得分析MNE和TNE成为可能。TNE是这项工作的主要讨论。本文的主要目的是说明DBM的结果可以用于确认和/或改进复杂系统的宏观建模。
2014-03-15 cond-mat.soft
Thermodynamic consistency of liquid-gas lattice Boltzmann simulations
格子玻尔兹曼模拟在模拟液-气和其他多相流体系统方面已经非常成功。然而，运动方程的基本二阶分析长期以来一直被认为不足以一致地导出表示扩展界面所必需的四阶项。这些相同的项也负责热力学一致性，即获得具有恒定化学势和恒定压力的真正平衡解。在这篇文章中，我们提出了一个平衡分析的非理想格子玻尔兹曼方法足够的顺序，以确定那些高阶项，导致缺乏热力学一致性。然后，我们介绍了一个一致的强迫方法。
2006-08-22 cond-mat.soft
Phase transition in liquid crystal elastomer - a Monte Carlo study employing non-Boltzmann sampling
本文采用非BoltzmannMonteCarlo方法研究了液晶弹性体的各向同性向列相转变。我们考虑一个晶格模型的液体弹性体和Selinger-Jeon-Ratna哈密顿占液晶单元之间的均匀/非均匀的相互作用，相互作用的局部向列相与全局应变，并与非均匀的外部场和应力。我们发现，当当地董事强烈耦合到全球应变的过渡是强烈的一阶，过渡软化时，耦合变得较弱。随着耦合强度的降低，相变温度降低.此外，我们发现，特别是在强耦合和低温下，该阶与整体应变呈非线性关系。
2006-11-08 cond-mat.soft
Corner transport upwind lattice Boltzmann model for bubble cavitation
为了研究静止和剪切流体中的空泡空化问题，引入了一个描述二维（$2D$）流体服从van der Waals状态方程的三阶等温格子Boltzmann（LB）模型.在大正方形格子上（直到$6144 \times 6144$节点），采用角点输运迎风（CTU）数值格式求解了16个速度的非格子模型中分布函数的演化方程。数值粘性和正则化的模型进行了讨论，第一和第二阶CTU计划发现，后者的选择可以获得一个非常准确的相图的非理想流体。在静止的液体中，本模型允许恢复$2D$ Rayleigh-Plesset方程的解决方案，为增长的汽泡。在剪切液体中，我们调查的总气泡面积，气泡变形和气泡倾斜角的演变，为各种值的剪切速率。无因次变形系数$D$和毛细数$Ca$之间的线性关系被发现在小$Ca$，但与平衡液体不同的因素。观察到$Ca \gtrsim 0.2$的非线性状态。
2018-02-05 cond-mat.soft physics.comp-ph
Stratification of mixtures in evaporating liquid films occurs only for a range of volume fractions of the smaller component
我模拟了含有大小胶体颗粒的液膜的干燥过程。Fortini et al. [A. Fortini等人，Phys.Rev.Lett. 116，118301（2016）]用计算机模拟和实验研究了这些膜。他们发现，在干燥结束时，混合物已经分层，在大颗粒的顶部有一层较小的颗粒。我为这个过程建立了一个简单的模型。该模型有两个组成部分：在高密度下阻止颗粒的扩散，以及由于小颗粒的浓度梯度导致的大颗粒的扩散电泳运动。该模型预测，分层只发生在一个范围内的初始浓度较小的胶体物种。在太低或太高的浓度下，由于干燥而产生的浓度梯度不足以将大颗粒推开，因此在顶部仅产生一层小颗粒。在与早期的工作，该模型还预测，大Peclet数干燥需要看到分层。
2018-03-19 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann modeling of cholesteric liquid crystal droplets under an oscillatory electric field
我们数值研究了准二维胆甾相液晶液滴在随时间变化的电场中以恒定角速度旋转的动力学行为。还引入了位于液滴界面处的表面活性剂以防止液滴聚结。动力学建模的混合数值方法，其中一个标准的格子玻尔兹曼技术解决了纳维-斯托克斯方程和有限差分格式集成的液晶和表面活性剂的演化方程。我们的研究结果表明，一旦该领域被打开，液晶旋转相干触发并发轨道运动的两个液滴围绕对方，由于动量转移到周围的流体的效果。此外，拓扑缺陷，从内的液晶的冲突取向的下降，表现出一个混乱的胆甾类运动与高间距，在对比度与规则的一个发生沿向列型下降中观察到的圆形轨迹。发现这种行为取决于所施加的场的大小和频率以及液晶在液滴界面处的锚定。通过测量流体和液滴在不同频率的外加场下的角速度来定量评估这些发现。
2023-03-10 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann Simulations of Liquid Crystal Hydrodynamics
我们描述了一个格子玻尔兹曼算法来模拟液晶流体力学。运动方程用张量序参量表示。这允许考虑各向同性相和双相。回流效应和流体动力学的拓扑缺陷自然包括在模拟中，是粘弹性的性质，如剪切稀化和剪切带。
2000-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloids in liquid crystals: a lattice Boltzmann study
我们提出了一种混合格子玻尔兹曼算法来模拟液晶基质中胶体粒子的流体动力学。为了验证我们的算法，我们研究了静态和微观流变学的胶体在一个方向盘，切向锚定的导演场在颗粒表面，我们确认的理论和实验表明，拖曳力在一个方向盘是显着的各向异性。然后，我们应用我们的方法来考虑的情况下，一个胶体内的一个锚，并与正常的锚定在表面。我们表明，通过调整颗粒尺寸和间距之间的比例，它是可以控制周围的颗粒的缺陷配置，并稳定新的8字形或高度扭曲的回路接近胶体表面。
2011-02-10 cond-mat.soft
Simulation of Capillary-Driven Kinetics with Multi-Phase-Field and Lattice-Boltzmann Method
提出了一种基于多相场和格子玻尔兹曼方法的固体颗粒在毛细力作用下运动的联合计算方法。通过与毛细管桥连接的两个有限延伸平行板运动的解析解的比较，分析了该方法的精度。然后，该方法被用来调查通过毛细管桥连接的多个球形固体的动力学。连接的球体的液体的量是不同的，并由此产生的液体形态对它们的动力学的影响进行了研究。结果表明，该方法适用于研究液相烧结过程，其中包括相变和毛细驱动的刚体运动。
2020-04-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
A lattice Boltzmann method for thin liquid film hydrodynamics
基于格子玻尔兹曼方法，提出了一种新的薄膜流动数值模拟方法。我们概述了该方法的基本特点，显示在预期的薄膜方程恢复的限制，并进行验证测试。数值方案适用于粘性Rayleigh-Taylor不稳定性的薄膜和蔓延的座滴向其平衡接触角配置。我们表明，Cox-Voinov定律是满意的，并正确捕获的效果，可调滑移长度的基板上。然后，我们解决的问题，液滴在斜面上滑动，发现毛细管数与邦德数成线性比例，与实验结果一致。最后，我们展示了该方法处理异质和复杂系统的能力，通过展示控制去湿的薄膜上的化学结构的基板。
2019-08-30 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Viscous to inertial coalescence of liquid lenses: a lattice Boltzmann investigation
本研究采用颜色梯度晶格玻尔兹曼方法开展大规模并行模拟，突破了液体透镜聚结数值模拟的参数范围局限，明确了二维与三维下黏性、惯性区域连接桥的增长标度律，与理论相似解吻合良好。
2023-06-14 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Simulations of strongly phase-separated liquid-gas systems
格子玻尔兹曼模拟的液体-气体系统被认为是限制在适度的密度比小于10。在这篇文章中，我们表明，降低声速，同样重要的是，界面的压力的贡献允许晶格玻尔兹曼模拟，以实现1000或更高的密度比。我们还提出了明确的表达式的参数区域中的方法给出准确的结果的限制。有两种不同的极限现象。第一个是本体液相的稳定性。这种考虑是特定于格子玻尔兹曼方法的。第二个是适用于任何扩散界面方法的界面离散化的一般参数。
2006-08-22 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann simulations of spontaneous flow in active liquid crystals: the role of boundary conditions
活性液晶或活性凝胶是可以物理实现的软材料，例如通过制备与分子马达相互作用的细胞骨架丝的溶液。我们研究了具有各种边界条件的板状几何结构中的有源液晶的流体动力学，通过格子Boltzmann模拟数值求解其运动方程。在所有的情况下，我们发现，主动液晶可以维持自发流在稳态相反，他们的被动同行，并与最近的理论预测。我们进一步发现，冲突锚定条件的边界导致自发流的任何值的“活动”参数，而与未受挫锚定在所有边界自发流只发生在活动超过一个临界阈值。最后，我们讨论了在几个选定的情况下，导致稳态的动态路径。
2007-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lattice Boltzmann simulations of contact line motion in a liquid-gas system
我们使用格子玻尔兹曼算法的液-气共存的研究两个剪切壁之间的液滴的稳态界面轮廓。该算法求解系统的流体动力学运动方程。部分润湿的墙壁上实施同意卡恩理论。这使我们能够研究导致三相接触线运动的过程。我们确认，该公司是一个功能的毛细管数和有限尺寸的分析表明，出现了一个动态的接触角，它可以被定义在一个区域中的界面曲率趋于零。
2002-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Steady-state hydrodynamic instabilities of active liquid crystals: Hybrid lattice Boltzmann simulations
我们报告的混合格子玻尔兹曼（HLB）模拟的流体动力学的活性液晶夹在限制壁与各种锚定条件。我们确认存在一个被动相和主动相之间的过渡，其中有自发流动的稳定状态。在流动取向液晶的情况下，对于足够“可伸展”的棒，以及对于流动翻滚材料的情况下，对于足够“可收缩”的棒，可以实现这种转变。在一个准一维的几何形状，在流动对齐材料的活动阶段的深处，我们的模拟给出了滞后和历史相关的稳定状态，以及自发带状流的证据。相反，流动翻滚的材料会重新排列，只有两个边界层处于稳定状态。具有周期性边界条件的二维模拟显示了额外的不稳定性，自发流动表现为由“对流卷”组成的模式。这些结果表明一个显着的丰富性（包括依赖于锚定条件）的活性材料的稳态相行为，即使在没有外部强迫，他们没有对应的被动向列相。我们的HLB方法，它结合了格子玻尔兹曼的动量输运与有限差分格式的序参量动力学，提供了一个强大的和有效的方法，用于探测复杂的流体动力学行为的活性向列相。
2007-08-15 cond-mat.soft
Simulations of inertial liquid-lens coalescence with the pseudopotential lattice Boltzmann method
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (IET-2)（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
本文采用伪势格子玻尔兹曼方法，研究了不同接触角下低粘性液体液滴合并的动力学，揭示了桥体高度与半径增长的非线性到线性转变特性。
2025-12-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A generalised lattice Boltzmann algorithm for the flow of a nematic liquid crystal with variable order parameter
本文描述了一种格子Boltzmann（LB）格式，它恢复了Qian-Sheng提出的具有张量序参量的液晶流体力学方程。将标准介观LB标量密度推广为一个张量，并从该介观密度的适当矩中恢复出宏观动量、密度和张量序参量.一个单一的格子玻尔兹曼方程与方向相关的BGK碰撞项，与额外的强制项恢复的反对称项的应力张量。本文给出了一个Chapman Enskog分析，证明了在六阶各向同性格点上，Qian-Sheng格式是恢复的。该方法进行了验证，对分析结果的数量的情况下，包括流动对齐的顺序张量和Miesowicz粘度的存在下，一个对齐的磁场。该算法准确地恢复的序参量的预测变化中存在的对齐流，和磁场。
2002-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Poisson-Boltzmann cell model for heterogeneously charged colloids
本文介绍了具有非均匀表面电荷分布的球形胶体粒子的泊松-玻尔兹曼胞腔模型。这个模型是通过推广现有的细胞模型均匀带电的胶体球的混合物。我们的新模型与昂萨格的液晶第二维里理论具有相似的特征，但如果没有位置有序，它就没有取向有序。这意味着，相对于平移自由度为液体状的不均匀带电胶体的所有相相对于颗粒取向也是各向同性的。
2009-07-07 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann simulations of liquid flilm drainage between smooth surfaces
通过接近胶体球并测量所产生的拖曳力来探索表面的流体动力学边界是一种常见的实验技术。然而，许多参数如润湿性和表面粗糙度影响结果。在实验中，它们不容易分离。为了更深入地了解这种表面效应，需要一种工具来预测不同表面特性的影响。在本文中，我们提出了计算机模拟的基础上的格子玻尔兹曼方法的球体浸没在牛顿液体。我们表明，我们的方法是能够重现的理论预测平坦和非相互作用的表面。为了提供高精度的模拟结果，有限尺寸效应的影响必须得到很好的控制。因此，我们研究所需的系统大小和分辨率的球体的影响，并证明，已经适度的计算资源允许误差保持在1%以下。
2010-11-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Domain growth in cholesteric blue phases: hybrid lattice Boltzmann simulations
本文介绍了一种求解胆甾相液晶运动方程的混合格子Boltzmann算法。该方法包括在耦合的纳维-斯托克斯方程的格子Boltzmann求解器的有限差分方法来解决的动态方程的液晶序参量的演变。我们应用这种方法来研究的生长的蓝相畴，在一个结晶相。我们专注于蓝色相II的生长和薄板的几何形状，其中畴壁是平坦的。我们的研究结果表明，根据手性，生长的蓝相是BPII没有或很少的缺陷，或与六方有序的另一种结构。我们希望我们的模拟将刺激进一步的实验研究在微米尺寸的蓝相样品的淬灭。我们的混合晶格玻尔兹曼方案可以处理的计算量表明，新一代蓝相液晶器件的大规模模拟是触手可及的。
2009-01-21 cond-mat.soft
Many-body attractions do not stabilize gas-liquid phase separation in aqueous dispersions of charged colloids within the Poisson-Boltzmann framework
Utrecht University（乌得勒支大学）
通过机器学习构建多体势，发现泊松-玻尔兹曼计算中三体吸引力被更高阶排斥抵消，无法驱动带电胶体气液相分离。
2026-09-21 cond-mat.soft
Lattice Boltzmann kinetic modeling and simulation of thermal liquid-vapor system
提出了一种高效的格子Boltzmann（LB）动力学模型。三个关键组成部分如下：（i）Kataoka \emph{et al.} [Phys. Rev. \textbf{69}，035701（R）（2004）]的离散速度模型;（ii）Gonnella \emph{et al.} [Phys. Rev. EPDMATHABMP，036703（2007）]的旨在描述界面应力并恢复范德华状态方程的强迫项$I_{i}$;以及（iii）由我们的小组[Phys. Rev. \textbf{84}，046715（2011）]提出的用于求解空间导数的加窗快速傅立叶变换（WFFT）方案及其逆方案，以及用于求解LB方程中的时间导数的二阶Runge-Kutta（RK）有限差分方案。该模型通过著名的基准测试进行了验证和确认。从本模型恢复的结果与先前的结果[Phys. Rev. \textbf{84}，046715（2011）]或理论分析一致。由于采用了更少的离散速度、高阶RK算法和16阶精度的WFFT格式，使得模型的效率提高了约$10$倍，精度也有所提高。
2014-03-15 cond-mat.soft
Simulating liquid-vapor phase separation under shear with lattice Boltzmann method
利用Shan-Chen格子Boltzmann模型研究了剪切作用下的汽液两相分离。除了流变特性外，我们还分析了由于界面两侧流体的切向速度差而引起的Kelvin-Helmholtz（K-H）不稳定性。我们还讨论了液滴的生长行为。靠近壁的区域是层状有序的，其中流体动力学效应占主导地位。在大部分的系统的图案是近各向同性的，其中畴生长的结果主要来自扩散机制。界面张力和K-H不稳定性使近壁处的液带易于破裂。当剪切速率增大时，由于上游蒸发与下游凝结的不等价性以及表面张力的作用，液滴斜向伸长。较强的对流使材料颗粒的转移更容易，从而使液滴变得更大。
2009-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Sampling the Liquid-Gas Critical Point with Boltzmann Generators
Sapienza University of Rome（罗马大学）；CNR Institute of Complex Systems（复杂系统国家研究所）
本研究通过玻尔兹曼生成器探索液体-气体临界点，展示其在捕捉临界行为和跨相图状态外推的能力，同时指出其在小系统规模下的局限性。
2026-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic response of a nematic liquid crystal to an immersed nanowire
我们使用格子玻尔兹曼算法来求解全三维流体动力学方程，研究了铁磁纳米线在液晶中的浸没。我们提出了一个算法，包括移动边界，模拟纳米线，在格子玻尔兹曼模拟。指向矢在导线上施加一个力矩，该力矩随导线与指向矢场平衡方向之间的夹角线性增加。通过这些纳米线的旋转，可以确定纳米线的弹性常数。
2006-10-02 cond-mat.soft
Ternary Free Energy Lattice Boltzmann Model with Tunable Surface Tensions and Contact Angles
提出了一个新的三元自由能格子Boltzmann模型。我们的模型的显着特点是，我们能够解析推导出并独立地改变所有的流体-流体表面张力和固体表面接触角。我们进行了一些基准测试：（i）双重乳液和液体透镜，以验证的表面张力，（ii）三元流体接触的一个正方形井比较的接触角对分析预测，和（iii）三元相分离，以验证多组分流体动力学是准确捕获。此外，我们还描述了如何在这里提出的模型可以扩展到包括任意数量的流体成分。
2016-02-19 cond-mat.soft physics.comp-ph
Wetting boundaries for ternary high density ratio Lattice Boltzmann Method
我们扩展了最近提出的三元自由能晶格玻尔兹曼模型与高密度对比度，将润湿边界在固体壁。这些方法是基于强制和几何方案，与实施优化三元（更一般的高阶多组分）模型。每种方法的优点和缺点都通过进行静态和动态测试来解决，包括取代气相的液体的毛细管填充动力学，以及液滴的训练的自推进运动。此外，我们测量动态角，并表明滑移长度关键取决于平衡值的接触角，以及它是否属于液-液或液-气界面。这些结果验证了模型模拟固体边界附近复杂三元流体动力学问题的能力，例如跌落冲击被润滑层覆盖的固体基底。
2019-04-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Monovalent Ion Condensation at the Electrified Liquid/Liquid Interface
X射线反射率的研究表明，一价离子的水和1，2-二氯乙烷的电解质溶液之间的带电界面处的冷凝。在较高的界面电势下，标准泊松-玻尔兹曼（Gouy-Chapman）理论对离子分布的预测与这些数据不一致。从泊松-玻尔兹曼方程，它包含了一个非单调的离子特定的平均力的潜力的计算是在良好的协议与数据。
2010-06-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
Lattice Model of an Ionic Liquid at an Electrified Interface
我们研究离子液体与带电界面的相互作用。离子流体被建模为库仑格子气。我们比较了使用一个流行的修改后的泊松-玻尔兹曼方程与显式蒙特卡罗模拟计算的离子密度分布。修正的Poisson-Boltzmann理论未能捕捉到双电层的结构特征，也无法正确预测带电界面处的离子密度。晶格蒙特卡罗模拟定性地捕获连续介质中双层的粗粒结构。我们提出了一个卷积关系，半定量地涉及连续离子液体和其晶格对应物附近的带电界面的离子密度分布。
2017-12-19 cond-mat.soft
An enthalpy-based multiple-relaxation-time lattice Boltzmann method for solid-liquid phase change heat transfer in metal foams
采用多重弛豫时间格子Boltzmann方法研究了局部热非平衡条件下泡沫金属固液相变传热问题。MRT-LB方法由三种不同的MRT-LB模型组成：一种是基于广义非达西模型的流场模型，另两种是基于LTNE模型的相变材料（PCM）和泡沫金属温度场模型。通过求解相变材料和泡沫金属的能量方程同时得到液相分数，隐式跟踪了移动的固-液相界面。本方法有几个显著的特点。首先，与以往的研究相比，本文方法避免了迭代过程，保留了标准LB方法的固有优点，在精度和计算效率方面优于迭代方法。其次，采用体积LB格式代替反弹格式，实现了界面区和固相区的无滑移速度条件，这与实际情况是一致的。最后，采用MRT碰撞模型，通过增加自由度，可以有效地减少固液相变引起的跨相界面的数值扩散。数值试验表明，该方法可以作为研究泡沫金属强化固液相变储潜热传热的一种准确、有效的数值工具。最后，通过比较和讨论，为该方法的实际应用提供了有益的信息。
2017-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Lattice Boltzmann simulations of anisotropic particles at liquid interfaces
复杂胶体流体，例如由复杂形状颗粒稳定的乳液，在许多工业应用中起着重要作用。然而，了解它们的物理学需要在足够大的长度尺度上进行研究，同时仍然解决大量粒子和局部流体力学的微观结构。由于其高度的局部性，格子玻尔兹曼方法，当结合分子动力学求解器和现代超级计算机上并行化，提供了一个工具，允许这样的研究。尽管如此，在数十万个核心上运行模拟并不是小事。我们报告我们的实际经验时，采用大部分的IBM蓝色基因/P系统为我们的模拟。然后，我们扩展我们的模型，在多组分流的各向异性椭球体对象渲染的形状，例如粘土颗粒的球形颗粒。该模型被应用到一些测试情况下，包括在流体界面处的单个颗粒的吸附和皮克林乳液或bijels的形成和稳定。
2012-03-27 cond-mat.soft cs.DC physics.flu-dyn
Irreversible Boltzmann samplers in dense liquids: weak-coupling approximation and mode-coupling theory
该研究针对稠密液体玻尔兹曼采样加速问题，通过弱耦合分析与非平衡模耦合理论，探究横向成对力对三维简单液体动力学的加速效应，揭示了加速增益与输运系数、温度的关联，且理论结果与数值结果吻合。
2024-04-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Screening of a macroion by multivalent ions: A new boundary condition for Poisson-Boltzmann equation and charge inversion
被认为是一个大离子的多价抗衡离子的筛选。结果表明，离子在宏观离子表面形成强关联液体。这种液体的内聚能导致抗衡离子对表面的强烈额外吸引。远离表面，这种吸引力被考虑到一个新的边界条件的泊松-玻尔兹曼方程。对带电平面和长圆柱，用新的边界条件求解了该方程。对于圆柱体，Onsager-Manning理论失去了它的普适性，使得圆柱体的视电荷比他们的理论预测的要小，并且取决于其裸电荷。它也可以消失或改变符号。
1999-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lattice Boltzmann simulations of stochastic thin film dewetting
我们数值研究了热涨落和可变的流体-基底相互作用对薄液膜自发去湿的影响。为此，我们使用最近开发的格子玻尔兹曼方法的薄液膜流动，配备了适当设计的随机项。虽然它是已知的，热波动产生较短的破裂时间，我们表明，这是一个亲水性基板的一般特征，无论接触角。然而，确定性和随机破裂时间之间的比率随着$θ$而减小。最后，我们讨论的情况下波动的薄膜去湿化学图案化基板和它的依赖形式的润湿性梯度。
2021-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Wetting boundary conditions for multicomponent pseudopotential lattice Boltzmann
边界条件的实现是对通过通道和复杂介质的流体流动进行建模的最具挑战性的部分之一。在这里，我们表明，现有的方法来处理与液体壁的相互作用，使用多组分格子玻尔兹曼是准确的，当壁与晶格的主轴对齐，但失败，否则。为了解决这个问题，我们扩展了以前开发的多相模型的策略。作为一个例子，我们研究了两个液滴在二维曲面上的聚并。这里提出的策略是特别相关的二元流动在复杂的几何形状。
2021-03-27 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Interface Width and Bulk Stability: requirements for the simulation of Deeply Quenched Liquid-Gas Systems
观察到具有扩展界面的液-气系统的模拟不能给出准确的结果，原因有两个：界面可以“卡住”在晶格上，或者在界面周围产生密度过冲。在第一种情况下，取决于初始条件，堆积密度可以取一定范围的值。在第二种情况下，不准确的堆积密度被发现。在这篇通讯中，我们推导出的最小界面宽度所需的精确模拟的液化气系统的扩散界面。我们证明了这个标准的晶格玻尔兹曼模拟的范德瓦尔斯气体。当将该标准与体稳定性的预测相结合时，我们可以预测导致稳定和准确的模拟结果的参数范围。这使我们能够确定导致超过1000的高密度比的参数范围。这是尽管事实上，格子玻尔兹曼模拟的液体-气体系统被认为是限制到适度的密度比小于20。
2007-06-11 cond-mat.soft
Modelling of nematic liquid crystal display devices
一个格子玻尔兹曼计划提出恢复的动力学的双折射和手性液晶，该方法基本上给出了解决方案的钱生方程的演化的速度和张量序参数场。所得到的算法是能够包括五个独立的Leslie粘度，Landau-deGennes自由能，引入三个或更多的弹性常数，温度依赖的序参量，表面锚定和粘度系数，挠曲电和顺序电和手性。当与用于与电场相关联的麦克斯韦方程组的解算器结合时，该算法能够为液晶显示器提供完整的“器件解算器”。耦合格子玻尔兹曼方案被用来捕捉的快速动量和缓慢的导演运动的计算效率的方式的演变。所示的方法给出的结果与分析结果的一些验证的例子。该方法的使用说明通过模拟的缺陷的运动在顶点的双折射液晶设备。
2006-02-17 cond-mat.soft
Mesoscopic lattice Boltzmann modeling of flowing soft systems
引入了一个多组分格子Boltzmann模型，该模型考虑了不同组分间的短程排斥作用和同类分子间的中短程吸引/排斥作用.这些复合相互作用之间的相互作用产生了丰富的配置动态的密度场，表现出许多功能的无序的液体分散体（微乳液）和软玻璃状材料，如长时间的松弛由于笼效应，异常增强粘度，老化的影响下，适度的剪切和流动超过临界剪切速率。
2008-07-28 cond-mat.soft
Coupling Lattice Boltzmann and Molecular Dynamics models for dense fluids
我们提出了一种混合模型，耦合格子玻尔兹曼和分子动力学模型，用于稠密流体的模拟。时间尺度和长度尺度通过使用迭代Schwarz区域分解算法解耦。MD和LB制剂通过在界面处的速度和速度梯度的交换进行通信。我们在模拟液态氩流过和穿过碳纳米管的流动中验证了当前的LB-MD模型。与现有的混合算法和参考MD解决方案的比较证明了本方法的有效性。
2006-10-27 cond-mat.soft
Ternary free-energy entropic lattice Boltzmann model with high density ratio
提出了一个密度比为$O(10^3)$阶的三元流体流动的严格自由能模型，并采用熵格子Boltzmann格式实现。该模型是物理上一致的，并允许一个广泛的表面张力比，覆盖部分润湿状态，其中形成诺依曼三角形，和完全润湿状态，其中观察到的流体成分之一的完全封装。我们进一步证明，我们可以捕获的反弹，粘附和插入制度的二元碰撞不混溶的液滴悬浮在空气中。我们的方法开辟了涉及一种气体和几种液体组分的多相流应用的广阔范围。
2018-05-11 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann simulations of self-propelling chiral active droplets
活性物质描述了其组分被连续能量消耗（例如来自ATP）驱动而脱离平衡的材料。由于组分的可取向特性，活性悬浮液可以达到液晶有序，并且可以在理论上描述为活性液晶。它们固有的非平衡动力学导致了一系列新的惊人的效果，在大多数情况下，其特征在于与数值模拟，使用格子玻尔兹曼模型（LB）。在许多活性生物体系中，手性起着重要的作用。生物分子如DNA、肌动蛋白或微管形成螺旋结构，其在足够高的密度下并且在没有作用力的情况下倾向于自组装成扭曲的螺旋相。因此，了解手性和活性之间相互作用的结果是一个重要而及时的问题。研究3D中的手性物质液滴，我们发现了一种新的运动模式的证据，其中表面拓扑缺陷的旋转运动以扇形图案排列。由于潜在的手征性而产生的规则推进运动是一个惊人的现象，也可以用于实际应用。使用并行（MPI）实现格子玻尔兹曼模型，和可用的HPC资源，进行研究的根本重要性。我们使用了不同的HPC集群，并在这些RECAS之间。这使我们能够在不同的计算基础设施上进行缩放测试。
2020-10-31 cond-mat.soft
Modelling nematohydrodynamics in liquid crystal devices
我们制定了一个格子玻尔兹曼算法，解决了流体力学运动方程的液晶。该方法的适用性证明了两个液晶设备，其中流量有一个重要的作用，发挥开关的结果。
2002-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Poisson Boltzmann equation and the charge separation phenomenon at the silica-water interface: A holistic approach
泊松-玻尔兹曼方程以其成功地描述了由二氧化硅/水界面处的电荷分离现象引起的德拜层而闻名。然而，通过仅处理液体中的移动离子电荷，泊松玻尔兹曼方程仅占双电层的一半，另一半，表面电荷层，超出其计算域。在这项工作中，我们采取一个整体的方法来处理，在一个单一的计算域，双电层，包括在液体中的移动离子和表面电荷密度的电荷分离现象在二氧化硅/水界面。泊松能斯特普朗克方程被用作我们的方法的严格基础。整体方法的优点是能够预测表面电荷的变化，所产生的盐和酸添加到液体中，或从液体通道宽度的减少到低于两倍的德拜长度。由于双电层必须是整体中性的，我们使用这个约束来导出泊松能斯特普朗克方程的静态极限的形式，以及一个全局化学势，它取代了经典的zeta电位作为PB方程的边界值，这可以从我们的形式主义重新推导出来。我们提出了我们的理论的几个预测，这些预测超出了PB方程的框架，例如，表面电容和所谓的pK和pL值，表面电荷层被中和的等电子点，以及由在连接到本体储库的纳米通道的入口区域处形成双电层引起的唐南电势的出现。所有的理论预测都与实验结果吻合得很好。
2016-03-23 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Ion Distributions at the Nitrobenzene-Water Interface Electrified by a Common Ion
利用同步辐射X射线反射率研究了四苯硼酸四丁基铵（TBATPB）的硝基苯溶液和四丁基溴化铵（TBABr）的水溶液之间液-液界面的离子分布。改变TBABr的浓度以改变离子分布。我们的X射线测量与几种常用的离子分布理论不一致，包括Gouy-Chapman，修改的Verwey-Niessen和Poisson-Boltzmann方程的MPB 5版本。这些结构的测量以及描述的泊松-玻尔兹曼方程的版本，明确地包括一个自由能的配置文件的跨界面的离子转移时，这个配置文件是由一个简单的分析形式或由一个潜在的平均力从分子动力学模拟预测的离子分布。这些从液-液界面的X射线测量提供了证据的界面液体结构在确定界面离子分布的重要性。
2006-04-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulations of liquid crystal hydrodynamics
本研究提出一种处理张量序参量与流动耦合的格子Boltzmann算法，用于液晶流体动力学模拟，验证了其在缺陷合并、Poiseuille流状态及剪切相共存等非牛顿流动行为研究中的有效性。
1999-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A unified framework for dynamic density functional and Lattice Boltzmann methods
利用动力学理论和液态理论的方法，我们提出了一个分子流体的非平衡行为的描述，它考虑到它们的微观结构和热力学性质。目前的工作代表了一种替代最近的动态密度泛函理论，它只能处理胶体流体，并不倾向于描述分子流体的流体动力学行为。该方法是基于一个适当的修改的玻尔兹曼传输方程的相空间分布，并提供了一个详细的描述的局部结构的流体和非均匀条件下的传输系数。最后，我们提出了一个实用的方案来解决数值和有效的动力学方程采用离散化过程中使用的类似的格子玻尔兹曼方法。
2009-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscous coalescence of droplets: a Lattice Boltzmann study
用格子玻尔兹曼方法研究了两个静止液滴在饱和汽相中的聚并过程。我们发现，在粘性区，桥半径服从时间的t^{1/2}标度律，其特征时间尺度由粘性时间给出。我们的研究结果显着不同的预测现有的分析理论的粘性聚结，以及从实验观察。虽然这些偏差的根本原因是目前未知的，一个简单的缩放参数给出了很好地描述我们的结果。
2013-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann Methods and Active Fluids
我们回顾了活跃的流体，特别注意流体动力学连续模型和格子玻尔兹曼方法（LBM）在这一领域的使用的艺术状态。我们提出的热力学的活性流体，在液晶建模适合于描述大规模组织的活性系统，以及其他有效的唯象模型。我们讨论如何LBM可以实现解决流体动力学的活性物质，从一个简单的流体的情况下，我们明确恢复连续方程的Chapman-Enskog扩展。超越这个简单的情况下，我们总结了如何LBM可以用来处理复杂的和活跃的流体。然后，我们回顾了最近的事态发展有关的一些相关主题的活性物质，已经通过LBM研究：自发流动，自推进液滴，活性乳液，流变学，主动湍流，和活性胶体。
2019-10-04 cond-mat.soft
Contact angles in the pseudopotential lattice Boltzmann modeling of wetting
在本文中，我们的目标是调查的实施接触角的赝势格子玻尔兹曼模型的润湿在一个大的密度比。赝势格子Boltzmann模型[X. Shan和H. Chen，Phys.Rev.E49，2941（1994）]是用于模拟多相流和界面动力学的流行的介观模型。在该模型中，接触角通常通过流体-固体相互作用来实现。对两种广泛应用的流固相互作用：基于密度的相互作用和基于赝势的相互作用，以及本文提出的一种改进的基于赝势的相互作用进行了数值研究，并在可实现的接触角、最大和最小密度以及寄生电流方面进行了比较。结果表明，赝势相互作用能很好地模拟小的静态（液体）接触角，但不能再现接近180度的静态接触角。与此同时，与其他两种流固相互作用相比，改进的赝势相互作用在最大密度和最小密度方面表现更好，更适合于模拟大接触角的流固相互作用.此外，当流固相互作用力的引入时，寄生电流被放大。增加汽液相之间的运动粘度比被证明是能够减少由流体-固体相互作用引起的寄生电流。
2014-10-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Lattice-Boltzmann simulation of free nematic-isotropic interfaces
我们使用格子玻尔兹曼和有限差分的混合方法来模拟由Landau-de Gennes理论描述的液晶的各向同性相和非均匀相之间的平坦和弯曲界面。对于平坦界面，我们测量了共存周围不同温度下的界面速度。我们表明，界面是完全静态的共存温度和轮廓宽度是符合理论预测。界面在共存温度范围内是稳定的，当两相中的一相变得机械不稳定时，界面消失。我们稳定的圆形dielectric域的温度变化，相关的拉普拉斯压力，并估计这些晶格玻尔兹曼模拟的虚假速度。
2019-07-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Poisson -- Boltzmann Brownian Dynamics of Charged Colloids in Suspension
我们描述了一种方法来模拟带电胶体粒子悬浮在含有解离离子和盐离子的液体中的动力学。目前主要关注的是那些大体积分数的胶体，高电荷粒子和低盐浓度的制度。一个描述，这是听话的在这些条件下，通过处理小的解离和盐离子作为连续的字段，同时保持胶体macroions作为离散的颗粒。对于每一种空间构型的大离子，由系统中的所有电荷产生的静电势是通过求解非线性Poisson-Boltzmann方程来确定的。从静电势，计算作用在大离子上的力，并用于布朗动力学模拟，以获得后者的运动。该方法通过与已知的结果进行比较，在一个参数制度，其中大离子之间的有效相互作用是成对汤川形式进行验证。
2008-01-25 cond-mat.soft
Controllable particle migration in liquid crystal flows
我们观察到一种新的位置控制的胶体颗粒在微通道流动的一个液晶液晶。格子玻尔兹曼模拟显示多个平衡粒子的位置，其存在和位置是可调的使用驱动压力，在直接对比的经典Segre-Silberberg效应在各向同性液体。此外，颗粒迁移在湍流中发生一个数量级更快。这些新的平衡是通过平衡的弹性力，流体动力学的升力和阻力，以及通过缺陷结构周围的粒子的顺序流的相互作用。
2022-08-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modelling unidirectional liquid spreading on slanted microposts
采用格子玻尔兹曼算法模拟了液滴在倾斜微柱图案化表面上的缓慢扩散。在柱的侧面或顶部上的界面的Gibb钉扎导致在柱的宽范围的接触角和倾斜角上的单向扩展。在没有，一个或两个方向的传播制度被确定，并显示出同意以及在朱，肖和王（自然材料，9，413）提出的二维理论。接触线形状的更详细的数值分析，使我们能够了解偏离二维模型，并确定形状的钉扎接口。
2013-02-25 cond-mat.soft
Simulations of liquid crystals in Poiseuille flow
本研究通过格子玻尔兹曼模拟探究泊肃叶流动下的液晶行为，发现向列相低剪切区指向矢场有两种依赖剪切速率和样品历史的稳态，均存在剪切稀化现象，高剪切或大序参量下系统会转为带振荡边界层的滚转态。
2000-12-17 cond-mat.soft
