Stability of supercooled binary liquid mixtures
最近，在冗长的分子动力学模拟中，过冷的Wahnstrom二元Lennard-Jones混合物部分结晶为${\rm MgZn_2}$相晶体。我们提出了分子动力学模拟的修改后的Kob-Andersen二元Lennard-Jones混合物，也结晶在冗长的模拟，但在这里形成纯fcc晶体的主要组成部分。这两个发现激发本文给出了一个一般的热力学和动力学处理的过冷二元混合物的稳定性，强调负混合焓的重要性，无论何时存在。该理论被用于从一系列相关体系的结晶时间估计Kob-Andersen混合物的结晶时间。在T=0.40时，我们估计该时间为5个$\times 10^{7}$时间单位（$\approx 1. ms$）。提出了一种新的二元Lennard-Jones混合物，它不容易结晶，并且比两种标准的二元Lennard-Jones混合物更快地模拟;这是通过切换到Weeks-Chandler-Andersen型势来去除相似粒子吸引力，同时保持不相似粒子吸引力来获得的。
2012-09-28 cond-mat.soft
Collineations of particles in the Kob-Andersen system
针对Kob-Andersen粒子体系，系统研究了冷却过程中母结构与固有结构里的长共线排列，揭示其数量随温度的反常变化，构建关联模型并验证了其有效性，同时探究了共线排列与三类玻璃相关现象的关联但未发现明确证据。
2025-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Growth of Structural Lengthscale in Kob Andersen Binary Mixtures: Role of medium range order
本研究基于Kob Andersen二元混合物模型，通过对结构序参数进行空间粗粒化以最大化结构-动力学相关性，揭示了中程结构相关长度随冷却增长并追踪动力学长度尺度，从而调和了静态长度增长缺失的争议，并发现其与潜在结晶倾向相关。
2025-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Four-point susceptibility of a glass-forming binary mixture: Brownian dynamics
我们研究了由布朗动力学计算机模拟得到的Kob-Andersen-Lennard-Jones混合物的四点动态磁化率$χ_4(t)$。我们比较的模式耦合理论的定性预测的模拟结果。此外，我们测试了Berthier \textit{et al.} [Science，\textbf{310}，1797（2005）]最近提出的四点磁化率的估计。
2006-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multi-component generalized mode-coupling theory: Predicting dynamics from structure in glassy mixtures
在致密的无序系统中，玻璃态动力学和玻璃态转变的出现在理论上仍然没有完全理解。模式耦合理论（MCT）已被证明是有效的，在描述一些非平凡的玻璃形成的功能，但它不能解释完整的玻璃现象，由于它是基于强近似。广义模耦合理论（GMCT）是模耦合理论的一个层次性扩展，它通过在广义框架下细致地描述高阶关联的动力学过程，比模耦合理论更胜一筹。不幸的是，该理论迄今为止仅针对单组分体系开发，因此对于高度多分散的材料效果不佳。在本文中，我们解决了这个问题，通过开发GMCT多组分系统。我们用它来预测的二元Kob-Andersen Lennard-Jones混合物的玻璃态动力学，以及其纯粹的排斥Weeks-Chandler-Andersen模拟。我们的研究结果表明，GMCT层次结构的每一个额外的级别逐渐提高GMCT的预测能力超过其以前的限制。这意味着我们的理论能够从静态关联中获得更多的信息，从而能够从第一性原理的角度更好地理解吸引力在过冷液体中的作用。
2021-03-30 cond-mat.soft
A toy model for viscous liquid dynamics
介绍了一种简单的粘性液体动力学模型。考虑在具有周期边界条件的超立方体内以随机位置为中心的超球面的并集的表面。数值模拟表明，在高维情况下，该表面上的大地流是粘性流体动力学的一个很好的模型。结果表明，这个简单的模型表现出粘性动力学的逾渗阈值以上的密度在$8$，$12$和$16$尺寸。因此，由均方位移测量的动力学的减慢延伸到几个数量级，类似于在粘性动力学的其他模型中观察到的。此外，均方位移的形状是一个非常好的近似值相同的标准模型在模拟粘性液体：Kob-Andersen二元Lennard Jones混合物。
2022-06-07 cond-mat.soft
Heterogeneities in Aging Models of Granular Compaction
动力学约束模型（KCM）是具有平凡热力学但由于系统遵循的可访问路径上的约束而通常具有复杂动力学行为的系统。为了探索这些性质，Kob-Andersen（KA）模型被引入来研究玻璃形成液体的缓慢动力学，后来扩展到颗粒材料。在这最后的上下文中，我们提出了新的结果的异质性的平衡动力学，进一步拉伸颗粒玻璃类比。
2006-09-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Predicting scaling properties from a single fluid configuration
流体的时变动力学性质不能在不进行模拟的情况下从单个构型来估计。然而，在这里，我们表明，结构和动力学的标度特性可以从一个单一的配置进行预测。新的方法被证明是非常好的工作的平衡动力学的Kob-Andersen二元Lennard-Jones混合物。此外，该方法适用于等压冷却，其中液体脱离平衡并形成玻璃，表明该方法既不需要平衡也不需要恒定体积条件来工作，与现有方法相反。
2021-05-25 cond-mat.soft physics.comp-ph
Scaling of Volumetric Data in Model Systems Based on the Lennard-Jones Potential
更好地理解玻璃化转变和相关弛豫现象的本质的关键问题是找到粘性系统的分子动力学和热力学之间的适当的相互关系。为了实现这一目标，最近观察到的粘性液体动力学的密度标度已经非常深入和成功地研究了过去几年。然而，以前的尝试，在相关的体积数据缩放产生的结果不一致，发现从密度缩放的分子动力学。在这封信中，我们表明，从基于Lennard-Jones（LJ）势的简单分子模型（如Kob-Andersen二元液体和Lewis-Wahnström o-terphenyl模型）的模拟中获得的体积数据可以通过使用相同的指数值来缩放，其缩放动态量并且直接与作为LJ势的短程近似的基础的排斥逆幂律的指数相关。
2011-12-17 cond-mat.soft
A repulsive reference potential reproducing the dynamics of a liquid with attractions
液态理论的一个众所周知的结果是稠密流体的结构主要由排斥力决定。WCA势在分子间势能最小时被截断，因此常被用作参考。然而，该参考文献对于Kob-Andersen二元Lennard-Jones液体的粘性动力学给出了非常错误的结果[Berthier和Tarjus，Phys. Rev. Lett. 103，170601（2009）]。我们表明，排斥逆幂律电位提供了一个有用的参考，这种液体通过再现其结构，动力学和等容热容。
2010-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystallization and glass transition in supercooled binary Lennard-Jones liquids
经典的Kob-Andersen（KA）二元Lennard-Jones混合物是用来防止结晶的，在慢动力学模拟中得到了广泛的研究。虽然结晶可以发生，如果一个液体系统是缓慢冷却，到目前为止，KA模型还没有结晶。在这里，我们报告使用分子模拟观察晶体生长的过冷KA液体。在高于$T_g=0.40$的玻璃化转变温度的温度$T_c= 0.55$下观察到结晶的开始。我们进一步研究了单粒子位移的统计分布在结晶和接近玻璃化转变。结晶的位移分布呈现幂律衰减，而玻璃态弛豫的分布反映了高斯中心，终止于指数尾部（即动态不均匀性）。最后，我们预测为了结晶KA液体，冷却速率近似等于$10^{-22}$，其比典型的MD冷却速率低约15倍。
2017-03-09 cond-mat.soft
Crystallization and Local Order in Glass-Forming Binary Mixtures
本地组织的模拟玻璃形成的混合物，由于Kob和安徒生进行了分析。证据是提出了一个结构的过渡，从三角形的协调多面体立方作为较小的物种B的数量分数增加对等摩尔。确定了该变化对偏径向分布函数g-{BB}（r）的影响。的结晶速率的组合物上的依赖关系的确定和相关的观察到的结构变化。
2017-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The thermodynamical liquid-glass transition in a Lennard-Jones binary mixture
我们使用的副本的方法来研究的液体-玻璃热力学转变的框架中得出的结果。主要结果是重新推导，而不使用副本和应用到研究的Lennard-Jones二元混合物介绍了Kob和Andersen。我们发现由于熵危机存在一个相变。我们用解析法和数值法计算了相变点$T_{K}$和低温相的比热。
1999-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Pacman Percolation and the Glass Transition
我们调查通过蒙特卡罗模拟的动力学约束的Kob-Andersen晶格玻璃模型显示，与目前的预期相反，弛豫过程和动力学的异质性似乎是由不同的时间尺度的特点。事实上，我们发现，弛豫时间是一个反向渗滤过渡，而最大的异质性的时间是有关的粒子之间的空间相关性。这项调查导致的松弛过程和不同的观察到的时间尺度的几何解释。
2014-05-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Feasibility of single-order parameter description of equilibrium viscous liquid dynamics
分子动力学结果的动态Prigogine-Defay比为两个玻璃形成的液体，从而评估实验相关的量，用于测试是否亚稳平衡液体动力学的一个很好的近似描述由一个单一的参数。对于Kob-Andersen二元Lennard-Jones混合物以及不对称哑铃模型液体，单参数描述效果相当好。这是证实了时域的结果，它被发现，能量和压力波动强烈相关的α-时间尺度上的NVT合奏;在NPT合奏能量和体积波动同样强烈相关。
2007-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Mobility-network topology carries incremental, softness-orthogonal information about future aging dynamics in a glass-forming liquid
School of Information, Lijiang Culture and Tourism College（丽江文化旅游学院信息学院）
该研究通过无泄漏模拟发现，玻璃形成液体中迁移率网络拓扑能提供超越局部结构的未来运动预测信息，其贡献随淬火深度增加，并揭示合作运动的空间反相关通道。
2026-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Strong geometric frustration in model glassformers
我们考虑三种流行的模型玻璃形成，Kob-Andersen和Wahnström二元Lennard-Jones模型和弱多分散硬球。虽然这些系统表现出一系列的脆弱性，所有功能相当相似的行为，在其本地结构接近动态逮捕。特别是，我们使用动态拓扑聚类分类，以提取一个局部有利的结构，这是特定于每个系统。这些结构形成了一个复杂的网络，然而在所有情况下，结构和动态尺度之间都存在很强的解耦。我们认为，缺乏增长的结构长度尺度可能与强大的几何挫折。
2014-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Predicting The Effective Temperaure of a Glass
我们解释了Di Leonardo et al. [Phys. Rev. Lett. 84，6054（2000）]，Lennard-Jones玻璃的有效温度仅取决于产生玻璃相的体积和/或温度跃变中的密度的最终值。这不仅是Lennard-Jones液体的性质，也是所有强关联液体的特征。对于这样的液体，来自单次淬火模拟的数据提供了足够的信息来预测通过从平衡态跳跃而产生的任何玻璃的有效温度。这一预测验证了由模拟的Kob-Andersen二元Lennard-Jones液体，并不适用于非强关联的单原子Lennard-Jones高斯液体。
2010-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pressure-energy correlations in liquids. IV. "Isomorphs" in liquid state diagrams
本文是致力于识别和解释强相关液体性质的系列文章中的第四篇，即，在NVT系综的热平衡波动中，维里和势能相关性优于90%的液体。对于这样的液体，我们在这里介绍的概念“同构”曲线的状态图。确定了一些热力学，静态和动态同构不变量。这些包括过剩熵，等容比热，约化单元静态和动态关联函数，以及约化单元输运系数。动力学不变量适用于牛顿动力学和布朗动力学。结果表明，同构状态点之间的跳跃后，该系统是瞬间在热平衡，这对于一般的老化实验的后果进行了讨论。选定的同构预测验证的计算机模拟的Kob-Andersen二进制伦纳-琼斯混合物，这是一个强相关的液体。本文的最后一节涉及的同质同形的概念，现象学的熔化规则，罗森菲尔德的过剩熵标度，杨和安德森的近似标度原理，和两个序参量地图Debenedetti和同事。本节还展示了同构的存在如何意味着粘性液体弛豫时间的非阿耳修斯温度依赖性理论的“同构过滤器”，以及解释了强相关粘性液体的等时叠加。
2009-10-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Mode-Coupling Theory for Mixtures of Brownian Particles
广义模耦合理论（GMCT）是近年来兴起的一种研究玻璃形成材料动力学的第一性原理理论。作为标准模式耦合理论（MCT）的分层扩展，它能够通过将高阶关联函数的精确动力学纳入其层次来系统地改进其预测。然而，与牛顿动力学相反，基于布朗动力学的理论的完全广义版本仍然缺乏。为了缩小这一差距，我们提供了一个详细的推导GMCT服从多体Smoluchowski方程的胶体混合物。我们证明，一个层次的耦合方程可以再次建立，并表明这些，符合标准的MCT，是相同的牛顿GMCT时，采取过阻尼限制。因此，我们新开发的多组分GMCT保持了布朗和牛顿MCT之间的非平凡相似性。作为一个原则的证明，我们还解决了广义模式耦合方程的二进制Kob-Andersen Lennard-Jones混合物进行布朗动力学，并确认改进的预测能力的理论后，使用更多级别的GMCT方程组。
2021-08-15 cond-mat.soft
Role of the first coordination shell in determining the equilibrium structure and dynamics of simple liquids
传统的观点认为，简单液体的物理性质主要是由其排斥力决定的，这一观点最近受到Berthier和Tarjus的挑战，他们表明，在某些情况下，忽略吸引力会导致动力学中的大误差[L. Berthier和G. Tarjus，Phys. Rev. Lett. 103，170601（2009）; J. Chem. Phys. 134，214503（2011）]。我们提出了模拟的标准Lennard-Jones液体在几个冷凝流体状态点，包括一个相当低的密度状态和一个非常高的密度状态，以及模拟的Kob-Andersen二进制Lennard-Jones混合物在几个温度。通过改变力的范围，热力学、动力学和结构的结果表明，获得正确静力学和动力学的决定因素不是模拟中是否包括吸引力{ \it本身}。重要的是第一配位壳层（FCS）内的所有粒子是否都包含相互作用-因此可以忽略吸引力，但只有在极高的密度下。认识到的重要性，当地壳在凝聚流体可以追溯到范德瓦尔斯，我们的结果证实了这一想法，从而基本图片的旧孔和细胞理论简单的凝聚流体。
2011-08-04 cond-mat.soft
Density scaling in viscous liquids: From relaxation times to four-point susceptibilities
本文对Kob-Andersen Lennard-Jones混合物的四点动态磁化率chi_4（t）随温度T和密度ρ的变化进行了数值计算。在T和rho的相关范围内，chi_4（t）的完全t依赖性以及因此与动态相关体积成比例的chi_4（t）中的最大值对于缩放变量rho^gamma/T为常数的状态点是不变的。材料常数γ的值与系统的弛豫时间τ与ρ ^γ/T的叠加值相同。因此，在密度标度保持不变的情况下，动态相关体积与任何热力学条件下的τ直接相关。最后，我们研究的条件下，密度标度性质有关的压力和能量波动之间的强相关性的存在。
2009-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Super-Arrhenius Dynamic Slowdown Revealed by Slow Variable Modulation in the Fragile Supercooled Liquid
Institute for Molecular Science（分子科学研究所）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）
通过分析Kob-Andersen Lennard-Jones模型中跳跃粒子的慢变量分布，揭示了非泊松动力学与空间关联增长如何导致超阿伦尼乌斯动力学减缓。
2026-05-26 cond-mat.soft
Solid-like mean-square displacement in glass-forming liquids
最近的研究表明，几种不同化学性质的玻璃形成液体的频率相关流动性的实部与无序固体中交流导电的随机势垒模型（RBM）的预测一致[S. P. Bierabeth \textit{et al.}，物理学评论快报。{ \bf 119}，248001（2017）]。受这些结果的启发，我们介绍了一个抗结晶的修改的Kob-Andersen二进制Lennard-Jones混合物的结果，广泛的图形处理单元（GPU）为基础的分子动力学模拟。我们发现，低温均方位移很好地拟合的RBM预测，其中涉及没有形状参数。这一发现突出了解释为什么一个简单的模型的基础上跳跃的非相互作用的粒子在一个固定的随机能量景观可以重现复杂的和高度合作的动态玻璃形成液体的挑战。
2020-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slow relaxation dynamics in binary glasses during stress-controlled, tension-compression cyclic loading
采用分子动力学模拟研究了循环加载对金属玻璃弛豫动力学和力学性能的影响。我们认为Kob-Andersen三维二元混合物在玻璃化转变过程中迅速冷却，并在弹性范围内经历数千次拉伸-压缩循环。结果发现，在恒定压力下的循环加载过程中，系统被重新定位到逐渐降低的势能水平，从而促进更大的致密化和更高的强度。随着应力幅值的增大，玻璃的平均密度增大，势能最小值变深，而弹性模量减小。具有大非仿射位移的原子团簇的典型尺寸在连续的循环中变得更小，这与势能的逐渐减小相关。这些结果对于改善非晶合金力学性能的形变热处理具有重要意义。
2018-04-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Coarse-graining strategy for modeling effective, highly diffusive fluids with reduced polydispersity: A dynamical study
我们提出了一种粗粒化策略，用于减少混合物中的粒子种类的数量，以实现具有更高扩散的更简单的系统，同时保留总粒子数和特征动态特征。作为应用系统，我们选择了由Kob和Andersen发现的双分散Lennard-Jones样混合物[Phys. Rev. Lett. 73，1376（1994）]，由于流体的多组分特征，其对A型-B型排列的对势的明显非常规选择，具有缓慢的动力学。我们进一步建立在这样形成的粗颗粒和温度无关的单分散系统的平衡结构与径向分布函数类似的混合物对应。该单组分体系还具有类似的动力学特征，如玻璃化转变温度和临界指数，同时服从牛顿力学。这种策略可能最终导致新的纳米粒子/胶体流体的制造，通过实验建模只有输出的有效对电位（S），而没有其他宏观量。
2020-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Single-parameter aging in a binary Lennard-Jones system
本文通过计算机模拟2：1的Kob-Andersen二元Lennard-Jones混合物来研究物理老化，该混合物比标准的4：1组合物更不容易结晶。从热平衡状态开始，以下四个量的时间演化是监测以下上下跳跃的温度：势能，维里，平均平方力，和拉普拉斯的势能。尽管这里研究的温度跃变比以前的实验要大得多，但在很好的近似情况下，所有四个量都符合实验中针对小跃变推导和验证的单参数老化方案[Hecksher等人，J. Chem.Phys.142，241103（2015）]。作为一个共同的材料时间为不同的量监测的单参数老化的进一步确认，他们的松弛部分被发现是几乎相同的所有温度跳跃。
2021-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural relaxation and rheological response of a driven amorphous system
通过分子动力学模拟研究了二元LJ玻璃形成体的结构弛豫和流变响应之间的相互作用。在静态下，该模型是众所周知的，其缓慢的动态和两个步骤松弛的关联函数在低温下。在玻璃化转变的模式耦合理论框架下，通过对体系动力学的分析，在前人的研究中已经确定了$T_c = 0.435$的理想玻璃化转变温度[W. Kob和H.C. Andersen，PRE 51，4626（1995）]。在这里，我们测试是否也可以在剪切下发现这种理想的玻璃化转变的签名。事实上，在结构弛豫中发现以下区别：在过冷状态下，结构弛豫是由在相对高的剪切速率，$\dotγ$的剪切为主，而在足够低的$\dotγ$的（剪切无关的）平衡松弛恢复。与此相反，\emph{glass}的结构弛豫总是由剪切驱动。这种独特的行为的关联函数也反映在流变响应。在过冷状态下，剪切粘度$η$在高剪切速率下随着剪切速率的增加而降低（剪切稀化），但随后随着$\dotγ$降低到低于（温度依赖性）阈值而朝向常数收敛。另一方面，低于$T_c$时，剪切粘度随着$η\propto 1/\dotγ$增长，表明在$\dotγ =0$处存在分歧。因此，在可访问的观察时间窗口内，随着驱动力接近零，在被驱动的玻璃中似乎发生向非遍历状态的转变。
2009-10-16 cond-mat.soft
Multiple Types of Aging in Active Glass
最近的实验和模拟已经揭示了在细胞质，活组织以及自推进胶体的致密组件中的玻璃状特征。这就引出了一个基本问题：这些非平衡（有源）非晶材料与通过降低温度或增加密度产生的传统被动玻璃有何不同？为了解决这个问题，我们调查淬火后的老化行为，几乎逮捕状态的模型活性玻璃形成，Kob-Andersen玻璃在两个维度。每一个组成粒子都被一个恒定的推进力所驱动，其方向随着时间的推移而扩散。使用广泛的分子动力学模拟，我们揭示了丰富的老化行为，这个密集的活性物质系统：短的持续时间的积极迫使导致有效的热老化，在相反的限制，我们发现一个两步的老化过程与活动非热老化在短时间内，随后在晚些时候的活动驱动的老化。我们开发了一种专用的模拟方法，可以访问这种长期的缩放制度，高度持久的积极力量。
2019-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A simple model for dynamic heterogeneity in glass-forming liquids
该研究提出一个简单连续介质模型，定量预测玻璃形成液体中动态异质性的关联函数，模型预测与模拟结果高度一致，并揭示异质性寿命对动态磁化率峰值后衰减的控制作用。
2023-10-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Neglecting polydispersity degrades propensity measurements in supercooled liquids
我们进行分子动力学模拟的双分散Kob-Andersen（KA）玻璃形成，修改添加额外的多分散性。原来的KA系统是已知的，表现出动力学的异质性。先前的工作定义了倾向，粒子的平均运动在模拟中平均，重建所有粒子的初始位置，但速度随机化。倾向的存在表明结构和动态是相互联系的。在本文中，我们研究的系统，模仿的问题，将遇到在测量倾向的胶体玻璃形成，其中颗粒是多分散的（他们有轻微的尺寸变化）。我们模仿多分散性通过改变的bidisperse KA系统成一个四重奏组成的颗粒都略大于和略小于原始的bidisperse系统中的母颗粒。然后，我们引入错误的重建的初始位置，模仿错误的人可能会在一个胶体实验。这些错误降低了倾向性测量，在某些情况下几乎完全降低了倾向性测量;不再有任何有用意义上的等构型系综。我们的研究结果表明，一个多分散的样品是适合的倾向性测量提供一个避免重建错误。
2021-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Averaging local structure to predict the dynamic propensity in supercooled liquids
纯粹基于局部结构预测过冷液体的局部动力学是我们寻求理解玻璃材料的一个关键挑战。近年来，进行这种预测的方法激增，通常是通过应用日益复杂的机器学习技术。到目前为止，最好的预测涉及所谓的图形神经网络（GNN），其准确性是以涉及10个$^5$拟合参数的模型为代价的。在这封信中，我们提出GNN方法的关键结构成分是它不仅能够考虑中心粒子周围的局部结构，而且能够考虑以附近粒子为中心的平均结构特征。我们证明，这种见解可以被利用来设计一个更有效的模型，提供基本上相同的预测能力在一小部分的计算复杂性（约1000拟合参数），并证明其成功拟合的动态倾向的Kob-Andersen和二进制硬球混合物。然后，我们用它来预测两个模型的动态中的径向和角度描述符的重要性。
2021-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Policy-guided Monte Carlo on general state spaces: Application to glass-forming mixtures
本研究将策略引导蒙特卡洛方法扩展至一般状态空间并应用于玻璃形成混合物模型，通过on-policy学习优化提议分布，在加性软球混合物中实现较常规方法快两个数量级的采样速度，但在Kob-Andersen模型中加速有限。
2024-08-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Beyond power-law density scaling: Theory, Simulation, and Experiment
过冷液体的特征在于弛豫时间通过冷却或压缩而显著增加。许多液体已经被证明服从幂律密度标度，根据该密度标度，弛豫时间是密度随温度变化的函数。我们发现，幂律密度标度分解为更大的密度变化比通常研究。这是证明由模拟的Kob-Andersen二元Lennard-Jones混合物和两个分子模型，以及两个范德华液体的实验结果。一个更一般的形式的密度标度推导出，这是一致的所有系统的研究结果。本文导出了广义Lennard-Jones势作用下液体粒子相互作用的标度函数的解析表达式，并与模拟结果吻合得很好。这有效地减少了理解粘性减慢的问题，从寻找两个变量的函数到寻找一个单变量函数。
2011-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
NVU dynamics. II. Comparing to four other dynamics
在配套文件[Ingebrigtsen等人，arXiv：1012.3447]提出了一种在常势能超曲面上追踪测地线的算法。在这里，这个NVU动力学的模拟结果进行比较，其他四个动力学，确定性和随机性。首先，通过模拟Kob-Andersen二元Lennard-Jones液体，其WCA版本（即，截止点在对电势最小值处）和高斯Lennard-Jones液体。我们发现相同的结果为所有数量探测：径向分布函数，不相干的中间散射函数，均方位移作为时间的函数。参数，然后提出了等价的NVU和NVE动态的热力学极限，特别是领先的顺序在1/N这两个动态给出相同的时间自相关函数。在最后一节中，NVU动力学与蒙特卡罗动力学、常势能超曲面上的小步随机行走的扩散动力学以及Nose-Hoover NVT动力学进行了比较。如果时间缩放的两个随机动力学，使其单粒子扩散常数相同的NVE动力学，模拟表明，所有五个动力学是在低温下，除了在短时间内是等效的。
2011-08-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relaxation in a glassy binary mixture: Comparison of the mode-coupling theory to a Brownian dynamics simulation
我们解决了模式耦合方程的Kob-Andersen二元混合物使用的结构因子计算从布朗动力学模拟相同的系统。我们发现，正如以前观察到的，模式耦合温度，Tc，从模拟推断是大约两倍以上的理论预测。然而，我们发现，许多时间相关的量同意相当不错的模式耦合理论的预测，如果它们是在相同的约化温度<$T =（T-Tc）/Tc比较，如果<$T不是太小。具体而言，非相干中间散射函数，均方位移，弛豫时间和自扩散系数的模拟结果同意合理以及与模式耦合理论的预测。我们发现，有很大的差异的非高斯参数。在小的降低温度的概率的单粒子位移的对数表明，有跳跃式的运动存在于模拟中，这种运动是不预测的模式耦合理论。依赖于波矢的弛豫时间被证明是定性不同的模式耦合理论的预测的温度，跳跃样运动是存在的。
2005-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of cooperatively reorganizing cluster and super-Arrhenius dynamics of fragile supercooled liquids
本文发展了一个计算脆性过冷液体结构弛豫时间τ α的理论。利用组态熵和结构的信息，我们计算了一个中心粒子周围的动态自由，亚稳态和稳定邻居的数量。在过冷液体中，稳定的近邻粒子与中心粒子形成稳定的非化学键，形成协同重组团簇。为了使弛豫事件发生，这些键必须不可逆地重组;过程中涉及的能量是弛豫的有效活化能。该理论提出了一个温度Ta和一个与温度有关的参数τ（T），它表征了冷却过程中动力学的减慢。结果表明，当T > Ta时，ε（T）等于1，表明弛豫的微观机制是由熵驱动的过程控制的，而当T <Ta时，ε（T）随冷却而减小，表明能量驱动的过程出现.从高温到低温的这种τ（T）的交叉解释了在τ α中看到的交叉。具有相似静态结构但动力学性质非常不同的系统的动力学性质可以用Δ T（T）来理解。我们给出了三种密度下Kob-Anderson模型的计算结果，并表明τ α的计算值与所有密度下的模拟值都非常吻合.我们还证明了当τ（T），τ α和其他量作为T /Ta（或Ta/T）的函数绘制时，数据在主曲线上崩溃。
2020-11-18 cond-mat.soft
Relaxation in a glassy binary mixture: Mode-coupling-like power laws, dynamic heterogeneity and a new non-Gaussian parameter
我们研究放松的Kob-Andersen Lennard-Jones二元混合物使用布朗动力学计算机模拟。我们发现，根据模式耦合理论的自扩散系数和弛豫时间显示幂律依赖于温度。然而，不同的模式耦合温度和幂律可以从模拟数据中获得，这取决于为幂律拟合选择的温度范围。除了从幂律拟合获得之外，通常报告为该系统的模式耦合转变温度的温度是交叉温度，在该交叉温度下，动力学从高温均匀的扩散弛豫变化为非均匀的跳跃状运动。跳跃式运动在单粒子位移对数的概率分布中是明显的：接近通常报道的模式耦合温度，这些分布开始呈现出两个峰值。值得注意的是，对于较小的粒子出现跳跃式运动的温度略高于对于较大的粒子出现跳跃式运动的温度。我们定义并计算了一个新的非高斯参数，其最大值大约发生在位移对数的概率分布中的两个峰值最明显的时候。
2005-05-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscous liquid dynamics modeled as random walks within overlapping hyperspheres
本文提出将粘性液体动力学建模为重叠超球内的随机游走，结合动力学蒙特卡罗方法发现其表现出粘性液体的典型减慢行为，且均方位移形状与已知模型相符。
2025-02-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pair dynamics in a glass forming binary mixture: Simulations and theory
我们进行了分子动力学模拟，以了解一个标记的原子对在一个强非理想的玻璃形成二元Lennard-Jones混合物（通常称为Kob-Andersen模型）的动力学。分别计算了三对（AA，BB和AB）的广义时间依赖对分布函数。这三对被发现表现不同。发现相对扩散常数以$D_R^{BB} > D_R^{AB} > D_R^{AA}$的顺序变化，其中$D_R^{BB} \simeq 2D_R^{AA}$显示了跳跃过程的重要性（B跳比A跳多得多）。我们引入了一个非高斯参数（$α_2^P (t)$）来监测一对原子的相对运动，并评估它的所有三对，与初始分离选择在相应的部分径向分布函数的第一个峰值。在中间时间，观察到对分布函数的高斯行为的显著偏离，对于三对具有不同程度。将Haan [Phys.Rev.A ${\bf 20}$，2516（1979）]提出的一个简单的单组分液体平均场（MF）模型应用于二元混合物的情况，并与模拟结果进行了比较。虽然MF模型成功地描述了AA和AB对的动力学，但BB对的一致性不太令人满意。这归因于弱有效势中B粒子的大尺度非谐运动。下一个最近邻对的动力学也进行了研究。
2002-11-14 cond-mat.soft physics.chem-ph
Cage-jump motion reveals universal dynamics and non-universal structural features in glass forming liquids
玻璃形成液体的缓慢和不均匀的动力学通常与分别具有高和低流动性的两相颗粒的瞬时共存有关。在没有动态序参量的情况下，获得一个瞬态双峰形状，这些阶段通常是确定经验，这使得难以调查它们与系统的结构特性的关系。在这里，我们表明，单颗粒扩散率的分布可以访问内的连续时间随机游走描述的间歇性运动，这种分布获得了短暂的双峰形状在深过冷制度，从而允许明确识别的两个共存的阶段。在一个简单的二维玻璃形成模型中，动态相共存伴随着一个引人注目的结构对应物：晶体状的序参量的分布也变得双峰冷却，有序和固定粒子之间的重叠增加。这种简单的结构特征在其他模型中是不存在的，例如三维Kob-Andersen Lennard-Jones混合物，其中更复杂的序参量可能是相关的。从这个角度来看，两个动力学共存阶段的识别开辟了道路，更深入的调查结构动力学的相关性。
2016-07-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Multiple length and time scales of dynamic heterogeneities in model glass-forming liquids: A systematic analysis of multi-point and multi-time correlations
本文报道了一个广泛而系统的多点和多时间关联函数的研究，以揭示动态非均匀性在玻璃形成液体的时空结构。对二元Kob-Andersen、Wahnstrom、软球和网络形成液体等各种玻璃形成液体原型模型的过冷态进行了分子动力学模拟。首先，我们利用四点关联函数量化动态非均匀性的长度尺度。动态长度尺度随温度降低而增长的特征在于类似于临界现象的各种标度关系。我们还研究了长度尺度的增长如何取决于所采用的模型。其次，在前人研究的基础上，将四点关联函数扩展为三点关联函数，以表征动态非均匀性的时间结构。我们提供了全面的数值结果，从三个时间关联函数上述模型。从这些计算中，我们检查的时间尺度的动态异质性，并确定相关的寿命在一个一致的和系统的方式。我们的研究结果表明，在脆性液体中的动态不均匀性的寿命变得比从两点关联函数确定的α弛豫时间长得多。两个时间尺度之间的解耦是显著的，特别是在过冷状态下，并且在更脆弱的液体中，时间尺度的差异超过一个数量级。相反，即使在较低的温度下，在四面体网络形成的强液体中，寿命也短于α-弛豫时间。
2012-11-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glassy dynamics of a binary Voronoi fluid: A mode-coupling analysis
二元Voronoi混合物是一种局部多体相互作用的流体模型。在这里，我们进行分子动力学（MD）模拟的等摩尔的混合物，是弱多分散性和添加剂。我们首次研究了这种混合物在过冷液体制度的结构弛豫。从模拟中，我们确定的时间和温度依赖的散射函数的波矢量的大范围内，以及两种粒子的均方位移。我们进行了详细的动力学分析，通过比较MD结果与基于第一性原理的理想模式耦合理论（MCT）。为此，我们采用了两种方法：适合的渐近预测的理论，和适合参数自由二进制MCT计算的基础上静态结构因子输入的模拟。我们发现，多体相互作用的Voronoi混合物不会导致强烈的定性差异，相对于简单的液体与成对的相互作用进行类似的分析。例如，拟合给出的指数参数$λ\approx 0.746$与简单液体的典型值相当，Kohlrausch弛豫时间的波矢依赖性与多分散硬球的文献结果吻合良好，基于静态输入的MCT计算高估了临界温度，尽管只有约1.2倍。这种高估似乎是弱相对于其他研究过冷液体模型，如二进制Kob-Andersen Lennard-Jones混合物。总的来说，MCT和模拟之间的协议表明，它是可能的预测几个微观动力学性质的定性，在某些情况下，接近定量，准确性仅基于静态两点结构的相关性，即使系统本身是固有的多体相互作用。
2020-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Temperature dependence of dynamic slowing down in monatomic liquids from V-T theory
对于代表单原子液体的MD系统，$3N$维势能结构的分布由两类组成，随机和对称。这种分布示出并讨论了液体钠。随机类别构成液相域。在V-T理论中，液体原子的运动包括在一个随机谷中的规定振动，加上谷之间的参数化的渡越运动。该理论在395.1K下得到了有力的验证，略高于熔化温度。我们的目标是测试这个理论解释在$T\leq395.1$ K下均方位移（MSD）的温度（$T$）依赖性的能力。在204.6 K下的测试结果是肯定的，其中由随$T$减小的渡越速率控制的时间演化方程准确地解释了MSD的MD数据。为了在显著较低的$T$下测试，其中MD系统不保持在液相中，将理论液体MSD校准为$T\leq$ 204.6 K。给出了液态Na在$T\leq395.1$ K下的Kob-Andersen（K-A）动力学慢化图。下面的观察是从原子运动的角度来讨论的。(a)到目前为止，振动区间内的时间关联函数的纯振动运动和MD数据之间的一致性是高度精确的。(b)在低$T$的MSD中，平台之前的“颠簸”归因于振动过量。(c)来自液体Na的理论的K-A图以及来自液体Lennard-Jones二元混合物（BMLJ）和液体二氧化硅的MD数据的相同图在弹道周期和纯扩散时间间隔中是相同的。(d)玻璃化转变在对称流形中进行。这些和其他讨论证实，V-T理论可以解释在K-A图中观察到的$T$依赖性。
2017-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A memory function analysis of non-exponential relaxation in viscous liquids
我们分析数据从模拟的2D和3D玻璃形成液体使用关联函数定义的记忆功能与负逆幂律尾巴。压力和剪切应力的自中间函数和自相关函数进行了分析，得到的拟合非常好，至少与拉伸指数一样好。与拉伸指数相反，关键形状参数--幂律尾部的指数--对于所有三个关联函数似乎是相同的。它从高温时的2左右的值下降到低温时的1.58（2D）和1.50（3D）。尾部的幅度朝着对应于发散弛豫时间的值增加，这与异常扩散有关。另一方面，仔细分析的情况下的长时间的行为表明，记忆功能是指数截止，这避免了发散的弛豫时间。包含指数截止值的重复拟合表明，幂律指数实际上与温度无关，并且在整个范围内接近1.58/1.50。代替发散，在动力学中的脆弱到强大的交叉，估计发生在3D Kob-Andersen系统的$T=0.40$周围。拟合过程的另一个关键参数可以被解释为短时速率，即在固定的相对较短的时间间隔（与阿尔法时间相比）中发生的去相关量。这个量被观察到有一个近阿克里乌斯温度依赖性，而它的波数依赖性似乎是扩散（$q^{-2}$）在一个更广泛的范围比弛豫本身，进一步表明，这个“裸弛豫率”是简单的比完整的动态。
2009-04-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Large temperature-up-jump simulations of a binary Lennard-Jones system
Roskilde University（罗斯基勒大学）
本文通过大温度上升跳跃模拟研究二元Kob-Andersen型伦纳德-琼斯液体的物理老化，探讨Tool-Narayanaswamy材料时间概念在极端老化情况下的有效性，发现材料时间预测在不同温度跳跃中表现不一。
2026-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Exploring the soft pinning effect in the dynamics and the structure dynamics correlation in multicomponent supercooled liquids
通过增加二元Kob-Andersen模型中部分粒子质量，研究了多组分过冷液体中重粒子的软钉扎效应，发现随质量增加重粒子在高低温下均更有效充当软钉扎中心，且改进的四元框架能更好预测结构与动力学相关性。
2024-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Single particle fluctuations dominate the long-time dynamic susceptibility in glass-forming liquids
接近玻璃化转变的液体表现出动力学不均匀性，即液体中的相关区域以比平均值快得多的速率或慢得多的速率松弛。这种集体现象的特点是测量的动态磁化率$χ_4(t)$，这有时被解释为这些松弛区域的大小和波动的强度。我们表明，这些测量的结果不仅可以受到集体波动的弛豫速率，但也由密度波动的初始状态和单粒子波动。我们还表明，在很长的时间内，平均重叠$C(t)$探测由时间间隔$t$分离的初始和最终状态之间的相似性衰减为幂律$C(t) \sim t^{-d/2}$。这比以前在$α$ -弛豫时间$τ_α$的一个或两个数量级内观察到的拉伸指数行为$C(t) \sim {\rm e}^{-(t/τ)^β}$慢得多。我们发现，时间长于$10-100 τ_α$，动态磁化率$χ_4(t)$是由单粒子波动为主，和$χ_4(t) \approx C(t) \sim t^{-d/2}$。最后，我们介绍了一种方法来提取集体弛豫的动态磁化率$χ_4(t)$的贡献，通过减去单粒子的波动和初始状态的密度波动的影响。我们将这种方法应用于两个玻璃形成模型的数值模拟：一个二元硬球系统和一个Kob-Andersen Lennard-Jones系统。这使我们能够将数值数据的分析扩展到比以前可能的时间尺度更长的时间，并为未来在动态不均匀性研究中取得进一步进展打开了大门，包括确定交换时间。
2021-12-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
