Fluid-solid phase-separation in hard-sphere mixtures is unrelated to bond-percolation
在最近的一封信中,Buhot提出,在硬核二元混合物中,熵驱动的相分离与键渗流转变直接相关。然而,至少对于二元硬球混合物,基于g_{ll}(r)的精确近似的计算表明,n_b沿模拟直接计算的相边界变化很大,这意味着在这些系统中键渗透与相分离无关。
2000-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Percolation line, response functions, and Voronoi polyhedra analysis in supercritical water
考虑到水的原始模型,超临界流体中的渗流的物理相关性(意义)的问题得到解决。两种不同的标准,物理和配置,用于集群的定义在蒙特卡罗模拟在一定范围内的压力,以确定渗流线和偏度,和一个理论分析状态方程用于评估响应函数。据发现,这两个标准几乎产生相同的渗流线。然而,与简单流体的研究结果不同,响应函数极值的轨迹表现出与渗流线完全不同的密度/压力依赖性。的热力学性质和可检测的结构变化的极值的轨迹之间的唯一潜在的重合被发现的等温压缩系数和Voronoi邻居分布偏度最大值。
2012-07-13 cond-mat.soft
Stress percolation criticality of glass to fluid transition in active cell layers
使用三维表示的汇合细胞层,我们映射到二维(2D)网站渗流普适类的非晶态固体到流体的相变在活性细胞层。重要的是,我们统一了两个不同的,主要的,与这种转变相关的途径;即(i)细胞-细胞粘附和(ii)主动牵引力。对于每种途径,我们独立地改变相应的控制参数,并专注于新兴的机械应力模式的单层从玻璃状过渡到流体状的状态。通过有限尺寸标度分析,我们的研究结果使我们建立玻璃状到流体状的过渡作为一个关键的现象,在细胞层中的应力发展,并显示相关的临界性属于2D网站渗流普适性类。我们的研究结果提供了一个新的视角固体(玻璃状)到流体的相变在活性细胞层,并可以桥接我们的理解玻璃态行为的活性物质在生物过程中,如伤口愈合,发展和癌症进展的潜在影响。
2022-10-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stability of cylindrical domains in phase-separating binary fluids in shear flow
用线性稳定性分析方法研究了两相分离流体中长圆柱形区域在外部剪切流中的稳定性。使用耦合的Cahn-Hilliard和Stokes方程,稳定性特征值解析推导出长波长扰动,任意粘度之间的两相对比。剪切流被发现抑制,有时完全稳定的流体动力学瑞利不稳定性和热力学不稳定性的缸对静脉曲张扰动,通过混合与非轴对称扰动。结果是一致的,最近观察到的“弦相”相分离流体剪切。
1998-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior and percolation properties of the primitive model of Laponite suspension. TPT of Wertheim with ISM reference system
University of Ljubljana(卢布尔雅那大学);Institute for Condensed Matter Physics(凝聚态物理研究所)
本文提出将Wertheim热力学微扰理论与ISM方法结合的新方案,用于计算高度各向异性缔合流体的相图和逾渗性质,并在Laponite悬浮液原始模型上验证了其有效性。
2025-11-06 cond-mat.soft
Fluid Invasion in Porous Media: Viscous Gradient Percolation
我们认为,在多孔介质中的稳定粘性入侵锋的动力学依赖于介质的体积电容。在高容量电容,我们的网络模拟提供了数值证据的前宽度和它的速度之间的比例关系。在低容量电容制度,我们得到了一个新的有效的缩放网络模拟支持,并与以前的实验在纸和收集的玻璃珠吸胀协议。
2004-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Continuum percolation and the liquid-solid coexistence line of simple fluids
我们比较了温度-密度相图中化学团簇的渗流轨迹和液-固相变。化学团簇被定义为通过持续给定时间τ的粒子-粒子键连接的粒子集合。通过对Lennard-Jones体系的分子动力学模拟,我们得到了不同τ值下的渗流轨迹作为温度-密度平面上的线,在该平面上,体系在50%的构型中呈现出一个跨越簇。我们发现,渗滤位点的化学团簇迅速向高密度的tau增加。对于中等的τ值,这条线与液-固共存曲线的低密度分支重合。这意味着在流体相中没有稳定的化学簇。相比之下,物理团簇的渗流轨迹-在给定的时间段τ内每时每刻都保持在一起的粒子集-倾向于一条极限线,因为τ趋向于无穷大,这远离液-固转变线。
2005-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Shear Flow on the Stability of Domains in Two Dimensional Phase-Separating Binary Fluids
我们进行了线性稳定性分析的扩展域中的相分离流体的粘度相等,在两个维度。利用耦合的Cahn-Hilliard和Stokes方程,我们解析地导出了长波长涨落的稳定性本征值。在静止状态下,我们发现一个不稳定的静脉曲张模式,对应于不稳定的粗化。当外部剪切流施加在流体上时,该模式稳定。剪切的效果被认为是定性相似的实验中发现的。
1997-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
New mechanisms of droplet coarsening in phase-separating fluid mixtures
我们提出了一种新的机制,液滴粗化相分离流体混合物。与传统的理解,有没有液滴之间的相互作用,在后期阶段的旋节分解,我们证明了液滴之间的相互作用,这是由周围的液滴的扩散浓度变化之间的耦合引起的存在。我们表明,这种机制起着重要作用的液滴相分离的可能性,布朗凝聚机制。我们还讨论了流体动力学和扩散模式之间的耦合,即“碰撞诱导碰撞”现象。
1997-08-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separating binary fluids under oscillatory shear
本文应用格子玻尔兹曼方法研究了二元流体混合物在二维振荡剪切流作用下的分凝现象。该算法允许模拟系统的动态描述的Navier-Stokes方程和对流扩散方程。几个时间尺度之间的相互作用产生了丰富而复杂的现象学。我们研究了不同振荡频率和粘度对相分离区域形态的影响。我们发现,在高频率的演化几乎是各向同性的增长指数2/3和1/3的惯性(低粘度)和扩散(高粘度)制度,分别。当所施加的剪切流的周期变为与剪切速度分布的弛豫时间$T_R$相同的数量级时,可清楚地观察到各向异性效应。对应于非线性模式的速度分布,我们发现配置的层状秩序接近墙壁共存的各向同性域在中间的系统。对于特定的频率和粘度值,也可能发生由振荡引起的对流效应导致分离过程的中断或减慢,如在一些实验中发现的。最后,在非常低的频率下,畴的形态的特征在于在系统中到处都是层状秩序,类似于在稳定剪切的情况下发生的情况。
2002-11-05 cond-mat.soft
Aging and Crossovers in Phase-Separating Fluid Mixtures
我们使用最先进的分子动力学模拟来研究流体动力学对流体混合物中相分离动力学过程中老化的影响。域增长法显示了从扩散制度的粘性流体动力学制度的交叉。在自相关函数中存在从幂律行为到指数衰减的相应交叉。虽然前者是一致的扩散域增长的理论,后者的结果作为一个结果,更快的平流输送流体中的分析理由已提供。
2012-12-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure and Dynamics of a Phase-Separating Active Colloidal Fluid
我们研究了一个极小模型的主动胶体流体的形式,自我推进的布朗硬球,相互作用纯粹通过排除体积。尽管没有对齐的相互作用,该系统显示了一个活跃的流体的签名行为,包括异常的数量波动和相分离行为。使用模拟和分析建模,我们量化的相图和分离动力学。致密相是一种独特的材料,我们称之为活性六角晶系,它在晶体-六角晶系转变点附近表现出结晶固体的结构特征,但流变学和传输特性与粘弹性流体相关。
2013-07-29 cond-mat.soft physics.bio-ph
Competition of percolation and phase separation in a fluid of adhesive hard spheres
结合蒙特卡罗技术,我们找到了粘性硬球的液-气临界点。我们发现,临界点位于凝胶区的相图深处。(约化)临界温度和密度为$τ_c=0.1133\pm0.0005$和$ρ_c=0.508\pm0.01$。我们比较这些结果与现有的理论预测。使用有限尺寸标度分析,我们验证了粘合硬球模型的临界行为是一致的三维伊辛普适类。
2003-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Curvature dynamics and long-range effects on fluid-fluid interfaces with colloids
我们调查的动力学相分离的二元流体,包含胶体哑铃锚定的流体-流体界面。广泛的格子玻尔兹曼浸没边界方法模拟表明,软哑铃的存在下,可以显着影响相分离流体之间的界面的曲率动力学,即使粗化动力学几乎不变。此外,我们的研究结果表明,曲率动力学表现出明显的非局部效应,这可能是利用新的软介观材料的设计。我们指出,检查的统计动力学的曲率可以揭示新的见解局部不均匀性的二元流体配置,作为哑铃的体积分数和纵横比的函数。
2022-01-19 cond-mat.soft
Kinetic energy spectra and flux in turbulent phase-separating symmetric binary-fluid mixtures
本文采用Cahn-Hilliard-Navier-Stokes(CHNS)方程组直接数值模拟(DNS)方法研究了两相湍流相分离对称混合物的统计特性。湍流引起相分离的停止,这导致形成统计学上稳定的乳液。我们表征湍流速度波动的乳液中的雷诺数和韦伯数的不同值。逐尺度动能收支分析表明,CHNS中的界面项为动能转移提供了另一条途径。通过研究能量耗散率的概率分布函数(PDF)、涡量和速度梯度不变量的联合概率分布函数(Joint-PDF),我们发现湍流脉动的统计特性不随Weber数的变化而变化。
2018-11-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Active Deformable Cells Undergo Cell Shape Transition Associated with Percolation of Topological Defects
细胞变形性是组织尺度力学性质(如流动性和刚性)的重要决定因素,因此对于理解组织稳态和稳定发育过程至关重要。然而,数值模拟的集体动力学的细胞仲裁细胞变形类似于间充质,阿米巴样,上皮细胞在非融合的情况下需要高的计算成本,仍然是具有挑战性的。在这里,我们提出了一种新的方法,使我们能够研究比现有方法更大数量的细胞。使用该方法,我们研究了密集的活性细胞群体通过排除体积相互作用相互作用,并发现了两个流体相的出现在可变形的细胞群体中,一个软流体相与急剧变形的细胞形状和一个流体相与圆形细胞形状。这两个阶段之间的过渡的特点是渗透的拓扑缺陷,这是实验测试。
2023-03-07 cond-mat.soft q-bio.TO
Finite-size scaling and particle size cutoff effects in phase separating polydisperse fluids
我们使用巨正则模拟和矩自由能计算研究了多分散流体的液-汽相行为。跨越共存区域的液体的分数体积的强非线性变化阻止了幼稚的外推来检测浊点。我们描述了一个有限尺寸标度的方法,但允许准确地确定浊点和旋节线从模拟一个单一的系统大小。通过改变粒径截止值,我们发现浊点密度对罕见的大颗粒的存在高度敏感;这可能会影响胶体和聚合物中实验测量的相行为的再现性。
2005-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of a network fluid within the liquid-gas coexistence region
低密度的分子或胶体网络在低温下形成时,粒子间的相互作用是价限制。典型的例子是片状粒子的网络,其中有限的化合价来自高度定向的成对相互作用。我们结合广泛的Langevin模拟和Wertheim的关联理论来研究这些网络。我们发现一个无标度(松弛)的液-气共存区域内的动力学,这不同于通常观察到的各向同性粒子。而对于各向同性颗粒,弛豫动力学由表面张力(粗化)驱动,当化合价有限时,缓慢弛豫通过随机渗透普适性类中的几何渗透转变形成中间非平衡凝胶而进行。
2018-02-11 cond-mat.soft
Yielding to percolation: a universal scale
本研究针对多孔介质中屈服应力流体渗流起始问题,基于能量方程变分公式推导了临界压力梯度的普适几何标度,并通过多拓扑多孔介质的数值模拟与已有数据验证了其有效性。
2023-12-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Domain Growth, Budding, and Fission in Phase Separating Self-Assembled Fluid Bilayers
本文系统地研究了自组装多组分双层流体囊泡和开放膜的相分离动力学。我们使用大规模的耗散粒子动力学明确占溶剂,从而允许流体力学和面积体积约束的影响进行数值研究。在不对称的脂质组合物的情况下,我们观察到的制度对应于合并的平补丁,出芽,囊泡和合并的帽子。面积-体积约束和流体动力学对这些区域和它们之间的交叉有很大的影响。在对称混合物的情况下,不管面积与体积比,我们观察到的增长制度的指数为1/2。在具有对称组成的开放膜的情况下也发现了相同的指数。
2006-02-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical density functional theory: binary phase-separating colloidal fluid in a cavity
Marconi和Tarazona的动力学密度泛函理论[J. Chem. Phys.,110,8032(1999)],一个理论的胶体流体的单体密度分布的非平衡动力学,被应用到一个二元流体混合物的排斥高斯粒子被限制在一个球形空腔的可变大小。对于这个模型流体存在一个非常简单的亥姆霍兹自由能功能,提供了一个非常准确的描述平衡流体的性质。因此,我们使用这个功能来测试隐含在动态密度泛函理论的假设,而不是在构建自由能泛函所涉及的任何近似。我们发现非常好的理论和布朗动力学模拟之间的协议,专注于封闭的流体在腔中表现出相分离的情况下。我们还提出了一个有益的推导Smoluchowski方程(从其中一个是能够推导出动态密度泛函理论)从刘维方程-一个完全微观处理的胶体和溶剂颗粒。当然,这种“粗粒化”是不精确的,因此推导证明了Smoluchowski方程中隐含的物理假设,因此也证明了动力学密度泛函理论中隐含的物理假设。
2005-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structured flows regulate droplet dynamics in phase-separating fluids
Xiamen University(厦门大学);Jiangsu University of Science and Technology(江苏科技大学)
本文通过平流Cahn-Hilliard模型证明,结构化流动可重塑化学势景观,捕获液滴、选择尺寸并逆转熟化层级,为控制相分离流体提供非平衡途径。
2026-09-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Multi-scale approach to invasion percolation of rock fracture networks
提出了一种求解具有非均匀裂隙开度场的岩石裂隙网络侵入渗流问题的多尺度格式。在裂缝内,流体输运计算的最精细的尺度上,并发现被定位在通道作为一个结果的孔径字段。信道网络的特点和减少到一个矢量化的人工信道网络(ACN)。不同的实现的ACNs被用来系统地计算不同尺寸的裂缝内的流体输送的有效孔径以及裂缝相交和入口属性。裂缝网络中的典型情况由裂缝倾角、沿裂缝的流路长度以及裂缝入口和出口区的相交长度来参数化。利用这些尺度关系从更细的尺度,我们模拟不混溶流体的侵入饱和离散裂隙网络,这是在以前的工作中研究的过程。
2014-08-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Topological generalization of the rigid-nonrigid transition in soft-sphere and hard-sphere fluids
当系统密度增加到熔化密度时,流体粒子的动力学从扩散变为振荡。因此,在集体粒子动力学的基础上,引入了Frenkel线的概念,将流体区域划分为刚性和非刚性液体子区域。在这项工作中,我们应用一个拓扑框架来定位的软球和硬球模型依赖于系统配置的弗伦克尔线。首先分析了理想气体和最大随机阻塞态的拓扑特征,然后应用我们前期工作中设计的分类方案。分类结果表明,在刚性液体区域,类固体原子的比例从零增加到1。根据流体多形作用理论,了解了类固体分数对堆积密度的依赖关系。基于类固体分子的分数,以综合的方式描述了类固体团簇的逾渗行为。交叉密度是通过检查固体状团簇的逾渗得到的。由此产生的交叉密度的软球流体收敛到硬球流体。因此,拓扑方法成功地突出了弗伦克尔线的一般性。
2018-11-10 cond-mat.soft
Domain Growth and Aging in a Phase Separating Binary Fluid Confined Inside a Nanopore
本文通过分子动力学模拟研究了纳米孔受限二元流体的相分离动力学,发现系统冻结成条纹形态前平均区域尺寸遵循温度无关的 $t^{2/3}$ 幂律,老化动力学指数为 $\lambda\simeq2.55$,揭示了受限条件下独特的流体力学效应。
2025-10-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bimodal colloids highlight the structural mirror of rigidity percolation and yielding
Northeastern University(东北大学);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校)
研究亚稳态颗粒凝胶中刚性渗流与屈服的动态相似性,通过粒子模拟发现刚性由单连通簇间桥支撑,屈服定位在高边介数中心性键处,二者是同一中尺度结构的相反表现,双峰性揭示了这种对应关系。
2026-07-28 cond-mat.soft
Emergence and percolation of rigid domains during colloidal glass transition
使用视频显微镜,我们测量本地的空间约束无序的二元胶体样品,从稀释的流体堵塞的玻璃,并探测其空间和时间的相关性,在玻璃化转变过程中的本地动态。我们观察到的林德曼标准,这正好与发病的玻璃态动力学在过冷液体内的约束和本地动态之间的显着相关性的出现。流体中的刚性域被确定的基础上的本地约束,并表现出逾渗过渡附近的玻璃化转变,伴随着动力学的不均匀性的出现。我们的研究结果表明,空间的约束,而不是非晶结构的几何形状是关键,连接在无序材料中的复杂的时空相关性。
2019-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Percolation through Voids around Toroidal Inclusions
在由不可渗透颗粒组成的介质的情况下,流体流过不可渗透颗粒周围的空隙。对于后者的浓度足够低,晶粒周围的空间加入,以允许在宏观尺度上的运输,而更大的不可穿透的夹杂物密度破坏空隙网络和阻止宏观流体流动。临界颗粒浓度$ρ_{c}$标志着渗流转变或相边界分离这两个制度。与动态渗透技术,虚拟示踪剂粒子探索空隙空间,我们计算临界晶粒浓度随机放置的互穿不可渗透的环形夹杂物,后者包括旋转的表面与圆形和方形截面。以这种方式,我们研究的第一次连续渗流过渡涉及非凸颗粒。随着旋转半径相对于环面截面的长度尺度的增加,环面形成中心孔,这是一种拓扑转变,伴随着渗流临界孔隙率中的尖点。随着旋转半径的进一步增加,作为组成颗粒变得更加环状的外观,我们发现,临界孔隙率收敛到高纵横比的圆柱形对应物仅为随机取向的晶粒。
2022-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Affine Elastic Contacts: Percolation and Leakage
我们研究流体流动的弹性固体与随机粗糙,自仿射表面之间的接口。我们通过数值模拟表明,与传统的密封方法相比,弹性形变降低了接触贴片渗透的相对接触面积。弹性形变还抑制了通过接触的泄漏,即使远离渗流阈值。通过将Bruggeman的雷诺方程的有效介质解的稍微修改的版本与Bruggeman的接触力学理论相结合,可以获得可靠的泄漏估计。
2013-08-15 cond-mat.other cond-mat.soft
Reply to A. Louis Comment
回答A。Louis Comment:硬球混合物中的液固相分离与键渗流无关
2000-01-18 cond-mat.soft
Flow Through Porous Media at the Percolation Transition
本研究针对二维多孔介质渗流转变附近的低雷诺数流动,通过有限元模拟验证了流量与压降的5/2幂律标度,发现小系统标度圆整效应及小能量区动能幂律分布,为复杂流体临界行为研究奠定基础。
2024-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Depletion-induced percolation in networks of nanorods
在一定的密度阈值以上,棒状胶体颗粒的悬浮液形成跨越系统的网络。利用蒙特卡罗模拟,我们研究了在各向同性悬浮液中,球形粒子引起的耗尽力如何影响这些网络。虽然耗尽力是强烈的各向异性和有利于杆的对齐,杆的渗流阈值显着降低。效果的相对大小随着杆的纵横比而增加。在悬浮液中诱导的结构变化的特征在于详细和系统相比,自由互穿杆的理想流体。
2006-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Measuring local volume fraction, long-wavelength correlations and fractionation in a phase-separating polydisperse fluid
我们动态模拟分馏(粒子种类的分区)在亚稳气液分离的大小多分散胶体,使用多分散性高达~40%和偏态的母粒径分布。我们引入了一种新的粗粒度Voronoi方法,以尽量减少在测量局部体积分数的尺寸偏差,以及各种空间关联函数检测分馏,而不需要明确区分的阶段。无论系统是否相分离,这些都可以应用于确定粒度的结构相关性,并容易推广到其他类型的多分散性(电荷,形状等)。我们测量分馏的平均尺寸和多分散性之间的阶段,其方向不同的模型之间的相互作用势是相同的单分散的情况下。这些定性特征预测的微扰理论只需要一个单分散参考输入。结果表明,复杂的分馏几乎从相分离开始就发生了,因此即使在非平衡被捕集态也能起作用。表征非均匀多分散体系的方法原则上可以应用于实验和建模。
2014-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A Thermodynamic Model of Electric-Field-Induced Pattern Formation in Binary Dielectric Fluids
利用粗粒自由能泛函研究了二元介质流体层中的电场诱导相变和斑图形成。自由能的静电部分是介电函数的非线性泛函,而介电函数又取决于局部胶体浓度。我们确定的相共存曲线,并发现超过一个临界电场的系统相分离。伴随着相分离的模式类似于在一个普通的二元流体的亚稳分解中观察到的。通过积分一个Cahn-Hilliard型方程,分析和数值地讨论了相位分离模式的时间演化。
2002-11-21 cond-mat.soft
Hydrodynamics of Binary Fluid Mixtures - An Augmented Multiparticle Collison Dynamics Approach
本文通过将多粒子碰撞动力学(MPC)与Ginzburg-Landau自由能泛函耦合并引入密度依赖项,提出一种增强的二元流体及多相流模拟方法,验证表明其能准确描述临界分离点热力学、液滴界面涨落及相分离动力学。
2018-03-08 cond-mat.soft
Phase diagram of the adhesive hard sphere fluid
使用专门的蒙特卡罗模拟确定Baxter粘性硬球流体的相行为。我们给出了一个详细的说明所使用的技术和目前的数据的流体-流体共存曲线以及参数化的超临界状态方程和渗流阈值。这些性质进行了比较,与现有的结果的Percus-Yevick理论为这个系统。
2004-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Connectedness percolation of hard deformed rods
纳米填料颗粒,如碳纳米管或金属丝,用于功能聚合物复合材料,使其导电。它们通常不是完全直的圆柱体,但可能是曲折的或显示扭结。因此,我们研究了棒状纳米填料的形状变形对分散体的几何逾渗阈值的影响。我们这样做是通过使用连通渗流理论内的帕森斯-李型近似,在各向同性流体相的平均重叠体积结合蒙特卡罗积分。我们发现,从一个完美的棒状形状的偏差有非常小的影响,对渗流阈值,除非颗粒强烈变形。这表明,理想化的棒模型是有用的,即使是表面上似乎不完美的纳米填料。此外,我们表明,对于小或中等棒变形,渗流阈值的普遍缩放只有微弱的精确颗粒形状的影响。
2017-11-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Biphasic, Lyotropic, Active Nematics
我们进行动态模拟的两维活动的双流体与各向同性流体共存。滴的活性碳变得细长,和一个有效的锚定发展在向列型各向同性界面。这种活动也引起界面的波动不稳定性。这导致正拓扑电荷的缺陷被喷射到界面中,留下具有扩散负电荷的界面。淬灭活性溶致流体导致稳定状态,其中相分离域被拉长,然后通过主动搅拌被撕裂。
2014-12-16 cond-mat.soft
Mixtures of blue phase liquid crystal with simple liquids: elastic emulsions and cubic fluid cylinders
我们研究数值的行为相分离的混合物的蓝相I液晶与各向同性流体。所得的形态主要由逆毛细管数$χ$控制,从而设定界面力和弹性力之间的平衡。当$χ$和各向同性组分的浓度都较低时,蓝相向错晶格模板流体圆柱体的立方体阵列。对于较大的$χ$,各向同性相主要排列成液体乳液液滴,其非常缓慢地变粗,将蓝相向错线重新布线成无定形弹性网络。我们的蓝相/简单流体复合材料可以在外部操纵:电场可以触发具有不同拓扑结构的立方流体柱相之间的形态转变。
2018-07-05 cond-mat.soft
Effective surface shear viscosity of an incompressible particle-laden fluid interface
如果剪切速率足够小,在受剪切作用的含颗粒流体界面处即使存在少量的表面活性剂也会使表面流不可压缩[T。M. Fischer等人,J.Fluid Mech.558,451(2006)]。本文计算了分离两种不混溶流体的平坦、低浓度、含颗粒的不可压缩界面的有效表面剪切粘度。结果发现,得到的值是7.6%,大于没有考虑表面不可压缩性得到的值。
2014-03-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Theory of the leak-rate of seals
密封件是防止流体泄漏的非常有用的装置。然而,粗糙度引起的泄漏的确切机制还没有得到很好的理解。本文根据渗流理论和新近发展起来的接触力学理论,提出了密封件泄漏率的理论。我们研究静态和动态密封。分子动力学结果表明,当两个具有随机粗糙表面的弹性固体被挤压在一起时,当(相对)投影接触面积A/A_0为0.4量级时,随着放大倍数的增大或挤压压力的减小,非接触通道将发生渗流,这与渗流理论一致。我们建议一个简单的实验,可以用来测试的理论。
2008-05-06 cond-mat.soft
Critical exponents of colloid particles in bulk and confinement
利用巨正则蒙特卡罗模拟方法,研究了具有超短吸引力的方阱流体在三维受限几何条件下的渗流行为。后者是通过两个平行的和无结构的壁(狭缝孔)。我们专注于以上的温度(亚稳)的3D系统的冷凝过渡的临界温度。研究了广泛的系统尺寸,我们首先确定的逾渗阈值,即。例如,渗流的临界填充分数为$η_{c}$。对于缝孔系统,$η_{c}$被发现以连续但非单调的方式随壁分离$L_{z}$变化,$η_{c}(L_{z}\rightarrow\infty)=η_{c}^{\text{3D}}$。我们还报告结果的临界指数的渗滤过渡,具体地说,指数$ν$的相关长度$ξ$和两个费舍尔指数$τ$和$σ$的簇大小分布。这些指数是从有限大小的分析,涉及的群集大小分布和在逾渗阈值的回转分布的半径。在我们的模拟的准确性,我们的3D系统的临界指数的值是可比的3D随机渗流理论。对于窄缝孔,估计的指数被发现是接近那些从随机渗流理论在两个维度。
2012-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Percolation of particles on recursive lattices: (II) the effect of size and shape disparities
许多复合材料的制备需要几种大分子流体的混合以及固体填料颗粒的添加。这些填料通常是多分散的,并且有大量的实验证据表明它们的尺寸和形状深刻地影响所得材料的性质。特别地,通常发现,逾渗阈值随着系统中存在的不同颗粒之间的尺寸差异的增加而降低,并且阈值随着颗粒的纵横比而降低。在这里,我们最近推出的递归方法被施加到不同尺寸和形状的颗粒的渗流的研究,而不存在的聚合物基质,在包括亚稳态的各个阶段的晶格上。在我们的方法中,原来的晶格被替换为一个递归的结构上的计算是完全和相互作用,以及大小和形状的差异可以很容易地考虑在以前的文件中,我们已经介绍了递归的方法,并显示了相同大小的粒子之间的相关性如何影响渗流。在考虑由嵌入聚合物基质中的各种尺寸和形状的颗粒组成的完整系统之前,我们在这里描述由没有任何基质的颗粒组成的系统的性质。这种方法似乎是非常成功的,因为它能够捕捉到实验中观察到的大多数重要特征。
2006-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-sustained patchy turbulence in shear-thinning active fluids
本文通过数值模拟研究了剪切变稀非牛顿流变条件下活性流体的湍流行为,发现系统可自发形成湍流区与静止区共存的自持非均匀状态,该状态通过滞后转变出现并表现出有向逾渗转变特征。
2025-07-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Criticality in confined ionic fluids
本文提出了一种二维受限电解质理论。通过$1/r$电势相互作用的正离子和负离子被限制在分离具有介电常数$ε_1$和$ε_2$的两种溶剂的界面上移动。结果表明,德拜-休克尔类型的理论预测,这种2d库仑流体应该经历相分离,变成共存的液相(高密度)和气相(低密度)。然而,我们认为,交替的正离子和负离子的聚合物样链的形成可以防止这种相变发生。
2001-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular hints of two-step transition to convective flow via streamline percolation
对流是一种关键的传输现象,在许多不同的领域都很重要,从流体力学和海洋环流到行星大气或恒星物理学。然而,对它的微观理解仍然具有挑战性。在这里,我们数值研究的对流在一个可压缩的(非Oberbeck-Boussinesq)硬盘流体的温度梯度下,在引力场的发病。我们发现了一个令人惊讶的两步过渡的情况下,两个不同的临界温度。当底板温度达到第一阈值时,对流开始(如结构化速度场所示),但与无重力情况相比,重力导致热传输受阻。它是在第二(更高)的温度,对流区的渗滤过渡连接的热板和冷板触发有效的对流传热。有趣的是,对流不稳定性的这种新的图像打开了一扇门,未知的分段连续解的纳维-斯托克斯方程。
2022-07-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Gradient Clogging in Depth Filtration
我们调查堵塞的深度过滤,其中一个肮脏的流体是“清洁”的孔隙空间内的污垢颗粒在流动通过多孔介质的捕获。这导致梯度渗流过程,其在距输入的下游距离x处表现出被捕获颗粒的密度的幂律分布。为了实现非病理性堵塞(渗滤)阈值,系统长度L的缩放速度不应快于ln w的幂,其中w是宽度。渗透率的非平凡行为只出现在这种极端的各向异性几何形状中。
1998-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Classical Nucleation Theory for Active Fluid Phase Separation
经典成核理论(CNT),连接罕见的成核事件的自由能景观的一个不断增长的核,是核心的被动流体中的相变动力学的理解。非平衡系统中的成核更难描述,因为没有自由能,而是一个依赖于动力学的准势,通常必须用数值方法找到。在这里,我们将CNT扩展到一类由最小场论模型(Active Model B+)控制的主动相分离系统。在小的噪音和过饱和度的限制,CNT假设,我们计算解析的准势,因此成核势垒,液-汽相分离。至关重要的是,我们的结果,细致平衡,虽然打破微观活动,恢复沿瞬子轨迹,其中在CNT涉及的核半径作为唯一的反应坐标。
2023-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion of Fractal Particles in a Fractal Fluid
用动态蒙特卡罗模拟研究了扩散维数为$1.67(2)$的逾渗团簇上非重叠分形粒子的异常短时和长时自扩散.如Phys. Rev. Lett. 115,097801(2015)中,由这些颗粒形成的无序相是分形空间中的无约束、均匀和单分散流体的无序相。在热力学平衡的颗粒扩散过程中,均方化学位移随时间的非线性幂而增加,在短时间内的指数为$0.96(1)$,在长时间内的指数为$0.63(1)$。在有限的包装分数的空间位阻最近的邻居粒子之间的导致一个亚扩散制度,分离的短时间的异常扩散从长时间的异常扩散。在$\sim 60\%$和更高的填充分数的时间上观察到超过80年的颗粒定位。
2020-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Colloidal hard-rod fluids near geometrically structured substrates
密度泛函理论被用来研究胶体硬棒流体附近的一个单独的直角楔或边缘,以及附近的硬墙,这是周期性图案与矩形障碍。Zwanzig模型,其中的方向的杆被限制为三个正交的方向,但他们的位置可以连续变化,分析通过数值最小化的巨势。密度和取向顺序配置文件,过量吸附,以及表面和线张力的确定。计算结果显示出平行于并靠近楔角[边缘]的棒的富集[耗尽]。对于在几何图案化壁附近的流体,壁-各向同性液体界面被膜完全润湿作为两阶段过程发生,其中首先膜相填充屏障之间的空间,直到形成几乎平面的各向同性-膜液体界面,将屏障之间的空间中的较高密度的膜液体与较低密度的各向同性本体流体分离。在第二阶段中,当接近体各向同性时,发展出不同膜厚的双折射膜。
2004-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Excess entropy determines the applicability of Stokes-Einstein relation in simple fluids
在离液-固相变不太远的足够稠密的液体中,自扩散和剪切粘度系数之间的斯托克斯-爱因斯坦(SE)关系起作用。通过考虑具有非常不同的成对相互作用势(Lennard-Jones,Coulomb,Debye-Hückel或屏蔽库仑和硬球极限)的四个简单模型系统,我们确定了SE关系在各自相图上的确切位置。看来,约化的过剩熵$s_{\rm ex}$可以用作SE关系的有效性的合适指示器。在所有考虑的情况下,SE关系有效性的开始大约发生在$s_{\rm ex}\lesssim -2$。此外,我们还证明了相图上的类气体和类液体流体行为的分界线大致由$s_{\rm ex}\simeq -1$表示。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech