关于向列相向错动力学建模的非传统视角
软凝聚态物质
2016-03-08 v1
摘要
在单轴向列液晶中，非奇异向错动力学在一个运动学框架内被建模，该框架是经典地将此类线缺陷识别为表示向列指向矢的单位矢量场奇点的直接扩展。众所周知，普遍接受的Oseen-Frank能量对于包含向错线缺陷的构型是无穷大的。我们设计了对Oseen-Frank能量的一种自然增强，以考虑在某些条件下无限指向矢梯度具有零关联能量代价的物理情形，正如在线缺陷理论框架内建模半整数强度向错所需要的那样。在所提模型内研究了线缺陷的平衡与动力学（无流动）。利用适当的初值/边界数据，该能量的梯度流动力学导致非奇异的线缺陷平衡解，包括半整数强度的解。然而，我们证明该能量的梯度流动力学不能充分描述缺陷演化。受与固体中位错动力学的相似性启发，提出了一种向列相中向错动力学的新型二维模型。该模型基于扩展的Oseen-Frank能量，并考虑了热力学与缺陷拓扑电荷守恒的运动学。我们通过计算向错平衡、湮灭、排斥和分裂验证了此模型。我们表明，我们设计的能量函数在适当解释下，同样可用于固体中位错线缺陷平衡与动力学的建模，从而使得本文的结论与固体和液晶的力学均相关。
引用
@article{arxiv.1603.01771,
title = {A non-traditional view on the modeling of nematic disclination dynamics},
author = {Chiqun Zhang and Xiaohan Zhang and Amit Acharya and Dmitry Golovaty and Noel Walkington},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.01771},
year = {2016}
}