Free planar isotropic-nematic interfaces in binary hard-rod fluids
在Onsager理论中，我们研究了硬棒二元混合物中的自由平面各向同性界面。对于充分不同的颗粒形状，这些混合物的体相图显示出三相点，其中各向同性（I）相与不同组成的两个双相（$N_1$和$N_2$）共存。对于所有探索的混合物，我们发现，在接近三相点时，$IN_2$界面显示出由居间的$N_1$膜完全润湿。我们计算了各向同性的界面的表面张力，并发现一个显着的增加分馏，类似于在多分散硬棒流体的效果。
2003-09-17 cond-mat.soft
The effects of curvature on the propagation of undulatory waves in lower dimensional elastic materials
低维弹性结构的力学性质很大程度上取决于其无应力状态的几何形状。弹性形变分为面内拉伸和较低能量的面外弯曲变形。对于具有弯曲无应力状态的弹性结构，这两种弹性模式在线性弹性内耦合。我们研究了低维弹性结构中曲率引起的耦合对波传播的影响，重点是最简单的例子-弯曲弹性杆。我们发现，在有限曲率的存在下，波的色散关系变得有缺口;弯曲模式是不存在的频率下成比例的杆的曲率。通过研究均匀曲率区域的波动波散射，我们发现，波动波的频率在与弯曲区域相关的间隙隧道通过该弯曲区域通过转换成压缩波。这些结果应直接适用于一些弯曲的棒状弹性固体，包括碳纳米管和生物聚合物长丝的声子模式的频谱和空间分布。
2020-06-23 cond-mat.soft
Propulsion and instability of a flexible helical rod rotating in a viscous fluid
我们结合实验与模拟，探讨低雷诺数条件下，在粘性流体中旋转的柔性螺旋杆的流固耦合。我们的分析考虑了弹性杆的几何非线性行为与流体载荷的非局部流体动力学模型之间的耦合。我们量化了所产生的推进力，以及在临界旋转速度以上发生的原始螺旋丝的屈曲不稳定性。进行缩放分析，以合理化这种不稳定性的发作。构造了一个通用的相图，绘制出成功推进的区域，并建立了相应的稳定边界。将我们的结果与鞭毛细菌的数据进行比较表明，这种不稳定性可能在自然界中被用于生理目的。
2015-09-18 cond-mat.soft
The deformation of an elastic rod with a clamp sliding along a smooth and curved profile
柔顺机构的设计在许多技术中是至关重要的，并且依赖于非线性结构问题的解决方案的可用性。其中一个解决方案，并在本文章中的实验验证的柔顺机构沿光滑的曲线轮廓移动。特别地，可变形的弹性杆由两个夹具保持，每个夹具在每个端部处。第一夹具被约束为沿弯曲轮廓无摩擦地滑动，而第二夹具沿直线移动，将其运动通过弹性杆传递到第一夹具。对于这个系统，它示出的夹具滑动的配置文件施加非平凡的边界条件（通过变分和渐近方法推导），强烈影响屈曲和非线性结构行为。这种行为的调查表明，可以设计一个顺应机制，它给出了一个几乎中性的压缩响应。这种行为可以很容易地被利用来制造力限制装置。最后，一个概念验证装置的构建和测试表明，所分析的机械系统可以在实践中实现，它的行为紧密的模型，使它现在可以用于设计的机器，使用顺应机制。
2015-09-18 cond-mat.soft physics.class-ph
A collision model for very flexible Cosserat rods and immersed-boundary fluid-structure coupling
本文提出一种基于约束的Cosserat杆碰撞模型，通过预先计算碰撞冲量作为外部载荷，无需修改求解器即可高效处理极柔杆的大规模接触，并扩展至浸入边界流固耦合场景。
2025-04-29 cond-mat.soft
Diffusion of rod-like particles in complex fluids
Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理化学研究所）
本文通过线性响应理论，将粘度函数框架扩展到细长粒子，推导出其在复杂流体中的扩散系数表达式，并指出该方法适用于复杂液体但不适用于凝胶。
2025-12-23 cond-mat.soft
Surface phase transitions in polydisperse hard rod fluids
我研究了长度多分散性在硬棒与硬壁相互作用的表面相图中的作用。适当扩展的界面吉布斯-迪昂方程的多分散系统，使我们能够预测的行为的表面张力的堆积密度的函数在壁各向同性界面。从两族参数化的长度分布函数$p(l)$计算了两组定性不同的体相和表面相图。该参数化控制了大$l$的衰变规律。我还研究了由于多分散性在各向同性的界面和毛细管线虫化现象作为多分散性的函数的隔离。
2002-12-13 cond-mat.soft
Isotropic-nematic transition in hard-rod fluids: relation between continuous and restricted-orientation models
我们探索模型的硬杆流体有限数量的允许的取向，并构建其本体相图Onsager的第二维里理论。对于一个单组分流体，我们表明，离散化的取向导致存在一个人工（几乎）完美对齐的双相，共存的（物理）双相，如果取向的数量是足够大的，或与各向同性相，如果取向的数量是小的。它的外观与在其典型的开度角范围内对双折射取向分布进行采样的准确性相关。对于二元混合物，这种人工相也存在，并且需要大量的取向来将其移动到如此高的密度，以至于它不干扰相图的物理部分。
2003-11-21 cond-mat.soft
Dynamics of Gas-Fluidized Granular Rods
我们研究了准二维单层的颗粒棒流化的空间和时间均匀的空气上升流。通过跟踪粒子的位置和方向，我们描述了系统的动力学特性，具有足够的分辨率，可以在最短的时间尺度上观察弹道运动。粒子的各向异性引起动力学各向异性和超扩散动力学平行于杆的长轴，导致平行和垂直的均方位移成为扩散在不同的时间尺度。碰撞之间的自由时间和自由路径的分布偏离指数行为，强调粒子运动的非热特性。动力学显示出类似于各向异性布朗粒子的旋转-平移耦合的证据。我们采用非热噪声源的改进的Langevin模型来模拟单粒子动力学中的转动-平移耦合。这表明了一种现象学的方法，可以从增强记忆效应的角度来思考自我推进粒子的集合。
2008-11-17 cond-mat.soft
Critical adsorption on curved objects
本文提出了一种系统的场论方法，描述了在临界状态附近流体中球形或棒状胶体颗粒在弯曲物体上的临界吸附。明确计算了相应的序参量分布和过量吸附的温度依赖性。细长杆上的临界吸附比球形颗粒上的临界吸附显著得多。事实证明，在有限的几何临界现象的背景下，临界吸附在一个微观薄的“针”代表了一个独特的普遍性类自己。在有利条件下，结果与胶体颗粒的絮凝有关。
1998-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy stabilized form chirality in curved rod nematics: structure and symmetries
本文通过蒙特卡洛模拟揭示弯曲棒状分子可形成极性扭曲向列相，其纳米尺度螺旋极性结构由熵稳定，并阐明了形态手性与扭曲-弯曲向列相的本质区别。
2025-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Faceted particles formed by the frustrated packing of anisotropic colloids on curved surfaces
我们使用计算机模拟和简单的理论模型来分析棒状颗粒末端附着在曲面上时产生的形态，从而产生与表面法线对齐的有限厚度单层。这种几何形状导致两种形式的挫折，一个与不相容的六角形秩序的表面上的高斯曲率，第二个反映了变形的一层有限厚度的表面上的非零平均曲率。我们发现，后者的效果导致一个刻面机制。以上的粒子间的吸引力的强度和表面平均曲率的阈值，吸附层经历了从取向无序的有序状态，这是划定由可重复的线缺陷的图案的过渡。小平面的数目是由线缺陷能量和小平面内应变之间的竞争控制的。调整控制参数，从而导致丰富多样的形态，包括二十面体颗粒和不规则多面体。除了提出一种新的策略来合成具有可调对称性的非球面粒子外，我们的研究结果还可能揭示最近的实验，在这些实验中，杆状HIV GAG蛋白围绕纳米级粒子组装。
2016-06-30 cond-mat.soft
Microstructural understanding of the length and stiffness dependent shear thinning in semi-dilute colloidal rods
含有低浓度细长胶体棒的复杂流体可以显示出高粘度，而需要很少的流量来稀释流体。这一特征使得细长棒在工业应用和生物学中成为必不可少的成分。虽然这种行为强烈依赖于杆的长度，到目前为止，没有直接的关系可以确定。我们采用了一个图书馆的丝状病毒研究杆的大小和灵活性的零剪切粘度和剪切稀化行为的影响。流变学和小角度中子散射数据进行比较，理想的刚性棒，其中包括一个完整的剪切诱导膨胀的限制的标准理论的修订版。虽然较早预测的长度独立的前因子的限制旋转扩散系数被证实通过改变杆的长度和浓度，修改后的理论正确预测的剪切稀化行为以及潜在的取向顺序。这些结果可以直接应用于了解基于棒状胶体的多种体系和设计新材料。
2019-10-18 cond-mat.soft
Wetting and capillary nematization of binary hard-platelet and hard-rod fluids
采用密度泛函理论研究了单壁和狭缝孔中硬片和硬棒二元胶体流体的相行为。通过数值极小化巨势泛函，分析了矩形粒子的取向被限制在三个正交取向的Zwanzig模型。的密度和取向的配置文件，以及表面的贡献，巨势确定。计算结果表明，硬杆流体存在壁诱导的从单轴对称到双轴对称的连续表面过渡。对于由两个平行硬壁限制的流体，我们确定了大狭缝宽度下的一级毛细线化转变，当狭缝宽度减小时，该转变终止于毛细临界点。
2002-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassy dynamics, spinodal fluctuations, and the kinetic limit of hard-rod nucleation
利用模拟，我们确定了三个动力学制度在过饱和各向同性流体状态的短硬棒：（i）对于中度过饱和，我们观察到成核的多层晶体团簇;（ii）在较高的过饱和度下，我们发现小晶粒的成核，其排列成长寿命的局部有利结构，其在动力学上被阻止，而（iii）在甚至更高的过饱和度下，动态停滞是由于常规的笼捕集玻璃化转变。对于较长的杆，我们发现，形成的（稳定）近晶相的过饱和各向同性的状态强烈抑制各向同性的spinodal不稳定性，导致巨大的spinodal样的取向波动与spinodal集群分散的大小。我们的研究结果表明，玻璃态动力学和调幅不稳定性设置动力学限制成核在一个高度过饱和的硬棒流体。
2010-07-15 cond-mat.soft
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
Capillary ordering and layering transitions in two-dimensional hard-rod fluids
本文计算了两条硬线间二维硬棒流体的表面相图。在第一阶段中，我们研究的半无限系统组成的各向同性流体与一个单一的硬线接触。我们已经发现完全润湿的柱状相在壁各向同性流体界面。当流体被限制在两个硬壁之间时，通过一级相变发生毛细管柱有序化。对于更高的化学势的系统表现出分层过渡，即使是非常窄的狭缝（接近一维极限）。所使用的理论模型是基于基本测量泛函的密度泛函理论，该基本测量泛函在限制取向近似（Zwanzig模型）中应用于硬矩形流体。这里提出的结果可以在实验中检查由杆制成的二维颗粒介质，其中由外部源引起的垂直运动和排除的颗粒之间的体积相互作用允许系统探索那些熵最大化包装配置的定态。我们声称，这里发现的一些表面现象可以存在于二维颗粒介质流体。
2007-04-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-organization of active rod suspensions on fluid membranes and thin viscous films
本文研究活性棒状颗粒在薄流体界面中的自组织，通过矩方程、线性稳定性分析和连续介质模拟，揭示了活性应力类型、Saffman-Delbrück 长度与自推进速度对向列有序化和浓度涨落的影响。
2025-05-10 cond-mat.soft
The effect of curvature and topology on membrane hydrodynamics
我们研究的流动性的扩展对象（棒）在一个球形的液体-液体界面，以显示这个量是如何修改在一个惊人的方式的曲率和拓扑结构的接口。我们提出了理论计算和实验测量的界面流体速度场周围的移动棒绑定到拥挤的界面的油包水液滴。通过使用不同的液滴尺寸，膜的粘度，和杆的长度，我们表明，内部和外部流体之间的粘度不匹配导致抑制的小液滴，不能被捕获的平坦的界面预测的流体流动。
2007-06-14 cond-mat.soft
Universal amplitudes of the Casimir-like interactions between four types of rods in fluid membranes
本文用解析法计算了在短间距d<<L时，吸附在流体膜上的两个长度为L的平行杆之间的涨落诱导的类Casimir相互作用。杆被建模为沿直线对膜曲率施加的约束。这允许定义四种类型的杆，根据膜是否可以沿着杆扭曲和/或弯曲穿过它。对于刚性约束，不同类型的杆之间的所有相互作用势是吸引力的，并且与L/d成比例。四种类型的棒中的两种是等价的，这产生了六个普适的卡西米尔振幅。对于软约束，不同杆之间可能发生排斥。数值结果表明，当d/L \simeq为0.2时，吸引势达到kT.当间距小于d_c \approx L（L/l_p）^（1/3）时，由于卡西米尔相互作用，两个两端固定的杆将相互弯曲并最终接触。
2011-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
All twist and no bend makes raft edges splay: Spontaneous curvature of domain edges in colloidal membranes
采用理论和实验相结合的方法，我们研究了由不同长度的刚性杆组成的胶体膜中两个不混溶域之间的界面。刚性杆包装的几何考虑意味着，足够短的杆在长杆的背景膜的域是更容易扭曲比相反的结构，在短杆膜背景的长杆域。在域间边缘的倾斜力张开，这反过来又表现为一个自发的边缘曲率，其能量由组成杆的长度不对称性控制。这样的倾斜曲率耦合在域间边缘的热力学模型解释了一些实验观察，包括非单调依赖的域半径的边缘扭曲，和环形域的长杆。我们的工作展示了二维流体中取向和组成自由度之间的耦合如何产生域的复杂形状和热力学，类似于3D流体囊泡中的形状转变。
2019-08-27 cond-mat.soft
Theory of inhomogeneous rod-like Coulomb fluids
对于由各向异性和各向同性移动电荷的混合物组成的系统，导出了经典配分函数的场论表示，这些移动电荷通过长程库仑和短程库仑相互作用与{ \sl}相互作用.场论，然后解决鞍点近似水平，导致耦合系统的Poisson-Boltzmann和Maier-Saupe方程。显式的解决方案，最终获得了一个棒状的反离子只有系统附近的一个带电的平面壁，推广标准的Gouy-Chapman结果。在具有（Donnan）电势差的润湿层的框架内解释了介电序参量分布、介电密度分布和静电势分布。
2021-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Biaxial layering transition of hard rod-like particles in narrow slit-like pores
利用Parsons-Lee密度泛函理论研究了长为L、直径为D的硬矩形杆在狭缝状细孔中的相行为。利用限制取向近似，我们发现强吸附在壁面与平面有序，二级单轴-双轴有序过渡和一级分层过渡。分层过渡发生在具有n层和n+1层的两种流体之间，其中层间距为D的量级。在弱形状各向异性（L/D=3）的情况下，共存的流体可以是单轴或双轴的，而这两个阶段被发现是双轴的L/D=6和L/D=9。有趣的是，在给定的形状各向异性和孔隙宽度下，随着密度的增加，甚至可以观察到两个或更多个分层过渡。
2018-08-11 cond-mat.soft
Dynamics of rigid and flexible extended bodies in viscous films and membranes
我们研究的动态扩展棒状机构（或相关）膜和电影。我们证明了一个显着的差异之间的流动性在电影和散装流体，即使当耗散是由流体应力为主：对于大型夹杂物，我们发现，旋转和运动垂直于杆轴表现出纯粹的本地阻力，其中的阻力系数是代数杆尺寸。我们还研究了半柔性夹杂的{ \em内部}模的动力学，发现在弛豫谱中存在两个动力学区域。
2003-06-03 cond-mat.soft
Electro-Optic Effects in Colloidal Dispersion of Metal Nano-Rods in Dielectric Fluid
在现代变换光学中，人们探索具有在空间和时间上从点到点变化的特性的超材料，适用于诸如“光学隐形衣”和“光学黑洞“之类的设备中的应用。我们提出了一种方法来构建空间变化和可切换的超材料，是基于胶体分散的金属纳米棒（NR）在介电流体中，其中介电泳力，起源于电场梯度，创建空间变化的配置对齐NR。电场控制NR的取向和浓度，从而调制介质的光学性质。使用分散在甲苯中的金（Au）NR，我们证明了电诱导的折射率变化的顺序为0.1。
2011-02-21 cond-mat.soft physics.optics
Fluids of platelike particles near a hard wall
用密度泛函理论研究了硬壁附近由硬板状颗粒组成的流体。的密度和取向的配置文件，以及表面张力和过量的覆盖率的测定和比较与流体的棒状颗粒。即使对于低密度轻微的取向包装效果被发现的血小板流体由于更大的分子间相互作用血小板之间的杆之间相比。壁附近的血小板的净消耗表现出的过量覆盖，而硬杆流体的过量覆盖的符号的变化被发现后，增加体积密度。
2001-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonadditive drag of tandem rods drafting in granular sediments
我们研究的阻力经历了一对垂直杆移动串联通过颗粒床浸没在流体中作为其分离距离和速度的函数。如在牛顿流体中一样，杆所经历的净阻力最初随着距离从单个杆的值增加，然后平稳到该值的两倍。然而，作用在两个杆上的阻力是显著不同的，与单独的杆相比，前面的杆经历大致相似的阻力，而后面的杆经历的阻力要小得多。在干颗粒床和沉浸在粘性牛顿流体中的准静态和速率相关的制度之间的阻力和距离的异常关系观察。通过折射率匹配，我们可视化的沉积物流过去的两个杆，并显示出一个停滞区的发展，在他们的参考系之间的杆小分离。因此，随着分离距离的减小，后面的杆越来越多地与颗粒流隔离，从而导致更低的净阻力。根据我们的结果，即阻力在短的分离距离下是不可加性的，在将阻力理论应用于在颗粒沉积物中移动的多组分物体时应小心。
2022-02-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Cluster phases of penetrable rods on a line
相变是不常见的均匀一维流体的经典粒子由于一般不存在的结果，由于范霍夫。绕过范霍夫定理的一种方法是考虑一个处处有限的粒子间势。这种类型是指数4的广义指数模型（GEM 4势），其是一种在三维中提供溶解的软大分子之间的有效对排斥的准确描述的模型相互作用（例如，柔性树枝状聚合物）。使用专门的自由能方法，我重建的平衡相图的一维GEM 4系统，显示，除了通常的流体相在低密度，它由一个无穷序列的{ \em集群流体相}的压力增加，具有尖锐的晶体外观低温。序列中连续相之间的共存线总是终止于临界点。集中在第一个这样的过渡，我表明，从亚稳的普通流体的2-集群相的增长是非常缓慢的，即使是大的过饱和度。最后，我澄清了明显的悖论的观察的激活障碍成核的系统中，由于托管空间的维数，临界半径预计将消失。
2014-10-28 cond-mat.soft
Effective drag of a rod in fluid-saturated granular beds
我们测量阻力所遇到的垂直定向杆移动穿过沉积颗粒床浸没在稳态条件下的流体。在低杆速度下，由于浮力，流体的存在导致较低的阻力，而随着速度的增加观察到显著较高的阻力。观察到阻力作为深度的函数从低速时的二次曲线减小到高速时的线性曲线。通过将阻力与作用在杆上的颗粒的平均重量成比例，我们获得了在六个数量级的速度上遇到的有效摩擦$μ_e$。当颗粒尺寸、杆深和流体粘度在低速下变化时，发现恒定的$μ_e$，而当速度增加时，观察到系统的增加。我们用惯性数$I$和粘性数$J$来分析$μ_e$，以分别理解惯性力和粘性力的相对重要性。对于足够大的流体粘度，我们发现，不同的速度，深度和粘度的影响可以描述的经验函数$μ_e = μ_o + k J^n$，其中$μ_o$是在准静态极限测量的有效摩擦，和$k$和$n$是材料常数。然后根据有效粘度$η_e$分析阻力，发现阻力作为$J$的函数系统性降低。我们进一步表明，$η_e$作为$J$的函数与流体粘度和杆所遇到的$μ_e$成正比。
2019-06-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Polymeric nematics of associating rods: phase behavior, chiral propagation and elasticity
具有吸引性尖端的棒状胶体可以形成线性聚集体，其随后可以经历分级自组装成微流体。受最近有色液晶的建模工作的启发，组成的离散积木，我们制定了可逆的超分子棒的第二维里理论。与有色化合物不同，这些体系能够在高温下形成稳定的非晶相，在不存在聚合的情况下达到单体极限。将尖端电位从吸引性改变为排斥性，因此能够实现从单体到聚合物的微流体的平滑交叉。我们分析了这两个制度的各向同性-双折射相行为，并解决双折射弹性性质。该理论考虑了分子的灵活性和手性的细丝和尊重的内在链长依赖性的顺序。我们还讨论了聚合抑制剂的聚合制度的相行为的影响，并发现抑制剂引起显着缩小的各向同性的双相区域，并产生再入口线虫以及共存相的质量密度反转。最后，我们讨论了棒状聚合物向列相的弹性模量，定性地比较了它们与有色液晶和其他纳米粒子基向列相的弹性各向异性。
2019-10-03 cond-mat.soft
Virial series for inhomogeneous fluids applied to the Lennard-Jones wall-fluid surface tension at planar and curved walls
我们制定了一个简单的计划，统计力学的非均匀系统，包括在权力的活动的大自由能和密度分布的维里系列。在那里，集群积分制定非均匀系统发挥了主要作用。我们集中在硬壁约束的情况下进行分析的二阶项，集中在平面，球形和圆柱形的墙壁。进一步分析了Lennard-Jones系统及其推广的2k-k势。对于这种相互作用势的第二集群积分进行了评估分析。得到了平面、球形和圆柱形约束下流体-基底表面张力的二阶表达式。球形和圆柱形的情况下进行了分析，使用一系列的扩展半径，包括高阶项。我们检测到的$\ln R^{-1}/R^{2}$依赖的表面张力的标准Lennard-Jones系统所限制的球形和圆柱形的墙壁，无论颗粒的内部或外部的硬墙。分析扩展到弯曲和高斯曲率，在那里也得到了精确的表达式。
2016-03-09 cond-mat.soft
A quaternion-based continuation method to follow the equilibria and stability of slender elastic rods
我们提出了一个理论和数值框架来计算细长弹性杆的平衡和稳定性的分叉。通过参数化中心线的位置并利用四元数来表示材料框架的方向，以几何精确的方式处理杆的3D运动学。平衡方程及其解的稳定性是从机械能导出的，其中考虑了内部力矩（弯曲和扭转）、外力和扭矩的贡献。我们使用四元数允许平衡方程被写在一个简单的二次形式和有效地解决了渐近数值连续方法。这种有限元摄动方法提供了互动访问半解析平衡分支，在对比从经典的最小化或预测校正技术获得的个别解决方案点。举例来说，我们应用我们的数值来解决极端扭曲下的自然弯曲杆的具体问题，并与我们自己的精确模型实验进行详细的比较。优秀的定量协议之间的实验和模拟的基础3D屈曲不稳定性和所产生的复杂配置的表征。
2012-12-22 cond-mat.soft
Bending rigidity and higher order curvature terms for the hard-sphere fluid near a curved wall
在这项工作中，我推导出的曲率依赖的流体基底表面张力的硬球流体硬曲壁的解析表达式。在第一步中，曲率热力学性质被发现作为截断的功率系列在活动中的已知的第二和第三阶集群积分的硬球流体附近的球形和圆柱形壁。然后将这些结果表示为填充率幂级数，并将其转换到不同的参考区域，这相当于考虑了不同的分割面位置。所得级数展开式均为严格结果。基于截断级数，证明了系统的抗弯刚度是非零的，曲率中也存在高阶项。在第二步中，近似的解析表达式的表面张力，托尔曼长度，弯曲刚度和高斯刚度作为包装分数的函数被发现，通过考虑已知项的系列扩展补充一个简单的拟合方法。结果表明，所得到的公式准确地描述了系统的曲率热力学性质，而且比以前发表的任何一个公式都要精确。
2013-11-20 cond-mat.soft
The irreversible thermodynamics of curved lipid membranes II: Permeability and osmosis
该论文提出一种结合不可逆热力学与修正积分定理的理论，模拟弯曲变形脂质膜，发现偏应力是渗透性的新型驱动力，并给出完整方程与边界条件。
2025-09-25 cond-mat.soft
Phase behavior and rheology of sticky rod-like particles
我们从半柔性丝状fd病毒和温度敏感聚合物聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）构建胶体“粘性”棒。fd-PNIPAM体系的相图在高盐浓度和低温下变得与离子强度无关，即杆被聚合物空间稳定。然而，随着温度的升高，粘性棒的网络经历溶胶-凝胶转变。比较了fd和fd-PNIPAM悬浮液的粘弹性模量随温度的变化，并测定了离子强度对fd-PNIPAM溶液胶凝行为的影响。对于所有流体和固体样品，频率依赖的线性粘弹性模量可以缩放到通用的主曲线。
2008-11-05 cond-mat.soft
Statistical Mechanics of liquids and fluids in curved space
本文综述了液体和弯曲空间中流体的统计力学的研究进展。我们的主要重点将是二维流形的常数非零曲率和后者的影响上的相行为，热力学和结构的简单液体。也将参考现有的工作三维弯曲空间和二维流形的曲率变化。
2010-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Hard colloidal rods near a soft wall: wetting, drying, and symmetry breaking
在Onsager的密度泛函理论，我们探讨的热力学和结构性质的各向同性和粘性流体的硬针状胶体接触的硬基板上涂有软短程吸引或排斥层。作为软相互作用的范围和强度的函数，我们发现润湿和干燥的过渡，预干燥线，和从单轴到双轴的润湿和干燥膜的破胶过渡。
2006-01-23 cond-mat.soft
Driven spheres, ellipsoids and rods in explicitly modeled polymer solutions
了解复杂流体中驱动纳米和微米颗粒的传输与许多生物和技术应用相关。在这里，我们进行流体动力学多粒子碰撞动力学模拟的球形和细长的颗粒驱动通过聚合物流体含有不同浓度的聚合物。我们确定的平均粒子速度大于预期的斯托克斯定律的所有颗粒形状和聚合物密度。此外，我们还测量了流体流场和颗粒周围的局部聚合物密度和聚合物构象。我们发现，聚合物耗尽区域接近的颗粒负责的表观切向滑移速度占测得的流场和运输速度。一个简单的两层流体模型给出了一个很好的匹配的模拟结果。
2019-01-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Theory of the isotropic-nematic transition in dispersions of compressible rods
我们从理论上研究了能够弹性调节相互排斥体积的棒的有序化转变。模型棒由一个坚硬的核心和一个可变形的外壳组成，它模仿了聚合物包裹的棒状fd病毒颗粒的结构，这种病毒颗粒最近一直是实验研究的对象[K.~ Purdy等人，物理修订信函\textbf{94}，057801（2005）]。我们发现，这种软杆流体表现出各向同性的相变的密度高于相应的硬杆系统相同的直径，并在共存的序参量的的双相非单调地依赖于聚合物涂层的弹性性能。对于硬棒和软棒的二元混合物，相图的拓扑结构敏感地依赖于壳的弹性。在裸的和聚合物包被的fd病毒颗粒的混合物中发现的较低的向线临界点，不能被该理论重现。
2006-02-02 cond-mat.soft
Hydrodynamics of Interacting Rods
本文研究一对杆间的流体动力学相互作用如何减慢杆运动，发现其与珠子间相互作用差异微小，在聚合物珠子-弹簧模型近似下无需替换为更复杂的杆-杆张量。
2018-11-10 cond-mat.soft
Local drag of a slender rod parallel to a plane wall in a viscous fluid
壁面对细长杆的粘性阻力对许多生物和工业系统都很重要。该阻力主要取决于杆和壁之间的分离，并且可以在特定区域（即远离或非常接近壁）渐近地近似，但是对于一般分离，通常是数值确定的。本文确定了平行于壁面的细长杆的局部阻力的渐近表达式，它对所有分离都是有效的。这可以通过匹配靠近墙壁的杆和远离墙壁的杆的行为来实现。我们表明，在这两个制度的主导秩序阻力自1981年以来一直是已知的，他们可以用来产生一个复合表示的阻力，这是有效的所有分离。这与墙上方的球体形成对比，其中不存在简单的一致有效表示。我们估计这种复合表示的分离增加的错误，讨论如何使用的结果可以作为连续力理论，并证明其使用的两个铰链的游泳者以上的墙。
2021-06-24 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Bonded-particle model for magneto-elastic rods
Syracuse University（雪城大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本文提出一种磁弹性杆的键合粒子模型，结合大变形、接触和长程磁相互作用。通过键合粒子模拟杆的变形，并利用磁偶极子实现外部磁场驱动和长程磁偶极子相互作用。
2026-07-08 cond-mat.soft
Capillary migration of microdisks on curved interfaces
弯曲流体界面上颗粒的毛细能量景观强烈影响颗粒润湿条件。接触线钉扎现已被广泛报道的胶体颗粒，但其在毛细相互作用的影响还没有得到解决。在这里，我们提出的实验和分析与弯曲流体界面上的固定接触线的磁盘。在实验中，我们研究微盘迁移的主机接口与零平均曲率，微盘有接触线钉在其尖锐的边缘，是足够小，重力的影响可以忽略不计。磁盘迁移远离平面区域的陡峭的曲率与毛细管能量的区域推断从耗散沿粒子轨迹是线性的偏曲率。我们推导了任意曲率界面的曲率毛细能，并讨论了每一个表达式的贡献。通过吸附到弯曲的界面上，颗粒消除了一片流体界面，并扰乱了周围的界面形状。分析预测，完全光滑，圆盘不迁移，从一个平面的圆形，接触线，像那些周围的弱粗糙的平面盘，纳米偏差将驱动迁移与偏曲率的线性依赖，与实验一致。
2014-12-23 cond-mat.soft
Dynamics of stiff filaments in size-polydisperse hard sphere fluids
通过分子动力学模拟研究尺寸多分散硬球流体中刚性纤维的动力学，发现在恒压和恒定体积分数条件下，多分散性对扩散的影响趋势相反。
2025-03-05 cond-mat.soft
Attraction of like-charged macroions in the strong-coupling limit
在多价反离子存在下或在低温下，由于强静电相关性，带相同电荷的大离子相互吸引。我们使用最近引入的强耦合理论研究了i）两个带相同电荷的棒和ii）两个带相同电荷的球之间的有效静电相互作用，该理论在大耦合参数的限制下（即大反价，低温或大离子上的高表面电荷密度）变得渐近精确。由于我们处理曲面，引入了一个额外的参数，称为曼宁参数，它测量大离子的曲率半径与Gouy-Chapman长度之间的比率，并控制直接影响有效相互作用的反离子凝聚过程。对于足够大的曼宁参数（弱弯曲的表面），我们发现一个强大的长程吸引力之间的两个大离子，形成一个紧密堆积的束缚态与小的表面到表面的分离的顺序的counterweight直径与最近的模拟。另一方面，对于小的曼宁参数（高度弯曲的表面），随着限制体积增加到无穷大，平衡分离增加，并且大离子彼此解除束缚。这是通过一个连续的通用的unbinding过渡为两个带电棒在阈值曼宁参数为2/3，而过渡是不连续的领域，因为在中间距离的一个显着的势垒。
2005-04-18 cond-mat.soft
Wetting at Curved Substrates: Non-Analytic Behavior of Interfacial Properties
我们认为，对于完全润湿在一个弯曲的基板（壁）的壁流体表面张力是非解析的$R_i^{-1}$，壁的曲率和壁附近的流体的密度分布获得的贡献成正比的气体-液体表面张力$\times R_i^{-1}$加上高阶的贡献，这是非解析的$R_i^{-1}$。这些预测证实了密度泛函计算的方井模型的液体吸附在一个硬球和一个硬圆柱体上的气体（干燥）发生完全润湿的结果。我们的结果的溶剂化的大疏溶剂颗粒的影响进行了讨论。
2003-05-06 cond-mat.soft
A Classical Density-Functional Theory for Describing Water Interfaces
我们开发了一个经典的密度泛函的水相结合的白熊基本测量理论（FMT）功能的硬球流体有吸引力的相互作用的基础上的统计关联流体理论（SAFT-VR）。这个功能再现水的性质在长和短的长度尺度在很宽的温度范围内，是计算效率，FMT本身的成本。我们证明了我们的功能，将其应用到系统组成的两个硬棒，四个硬棒安排在一个正方形和硬球在水中。
2012-08-31 cond-mat.soft
Semi-analytic velocity profile for a Bingham fluid in a curved channel
本文推导了压力驱动的屈服应力宾汉流体绕二维同心环空流动的速度分布表达式。该公式要求数值解的屈服面的位置的非线性方程。结果允许预测的压力梯度上所需的压力梯度的通道曲率的影响，以启动流动给定的屈服应力，并在不同的曲率通过通道的塞区域和通量的宽度。
2019-09-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effective medium theory of elastic waves in random networks of rods
我们制定了一个有效的介质（平均场）理论的材料组成的随机分布的节点连接直细杆，铰接在节点。定义新的波长相关的有效弹性模量，我们计算的静态模量和超声纵向和横向弹性波的色散关系。在有限波矢量$k$下，波是色散的，相速度和群速度随着波矢量的增加而减小。这些结果直接适用于空孔隙网络。他们还描述了固体基质中的双组分（Biot）理论的流体填充的多孔介质。我们认为，低密度材料的刚度和强度密度比泡沫，气凝胶或骨小梁更高的可能性。
2012-06-13 cond-mat.soft
The N-link model for slender rods in a viscous fluid: well-posedness and convergence to classical elastohydrodynamics equations
本文研究粘性流体中细长杆的 N-link 离散力学模型，证明其解的存在唯一性及向经典弹性流体动力学方程的收敛，从而验证该非经典 PDE 离散策略。
2025-02-14 cond-mat.soft math.AP
Topological waves in passive and active fluids on curved surfaces: a unified picture
我们研究了在曲面上的经典流体中拓扑保护波的发生。使用拓扑带理论和实空间分析相结合，我们证明了存在一个系统独立的机制背后的拓扑保护在二维被动和主动流体。这使我们能够制定一个指数定理链接的模式，由傅立叶空间的拓扑结构，以实际空间拓扑结构的表面上，他们主办的数量。在这个框架的手，我们回顾两个例子的拓扑波在二维流体中，即海洋浅水波传播地球的旋转表面和动量波在活跃的极性流体自发地“植绒”基板上赋予了${\rm U}(1)$等距（如表面的革命）。我们的工作提出了一些简单的规则，工程表面上的被动和主动软物质系统的拓扑模式。
2020-11-24 cond-mat.soft hep-th
Vesicles in solutions of hard rods
对一般形状的曲面，确定了理想硬杆在硬曲面附近的表面自由能为曲率二阶。根据以前的结果，球面和柱面，它被发现，这个数量是非分析时，一个主曲率改变的迹象。这就禁止了用通用的Helfrich形式来写它。它示出的非解析项是相同的任何纵横比的杆。这些结果被用来找到的平衡形状泡浸在解决方案的棒状（胶体）颗粒。粒子的存在引起的平衡形状的变化，并在囊泡相图中，这是计算的自发曲率模型的框架内的扁长-扁长过渡的移位。由于杆的能量贡献的特殊形式，这些变化不能像球形胶体或聚合物的溶液那样，通过简单地重新调整囊泡的弹性常数来解释。
1998-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depletion interaction effects on the tunneling conductivity of nanorod suspensions
我们研究的模拟和理论如何绝缘的球形颗粒的加入影响的导电杆的流体的导电性，建模spherocylinders。的电连接实现的隧道过程中，导致一个更详细和现实的描述比一个不连续的渗流方法。我们发现，对于一个给定的浓度的棒，球增强隧道电导率，并提高棒浓度的制度，其中导电网络是建立良好的。通过使用关键路径分析重新制定的网络杆，我们量化的影响，耗尽引起的杆之间的吸引力，由于球体。此外，我们表明，我们的电导率数据是定量再现的有效介质近似，明确涉及系统的隧道电导的结构的杆球流体。
2013-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
