朗kin 动力学的数值玩具模型：用于表面胶体微滴蒸发的实时可视化
软凝聚态物质
2025-02-20 v1 大气与海洋物理
计算物理
摘要
我们开发并测试了一个简化且通用的纳米颗粒聚集的数值模型，基于朗kin 动力学。该模型在蒸发（或凝结）微滴中的聚集方面尤其有力。模型在图形处理器（GPU）上运行，足以用于实时概念化任务。我们将模型结果与我们在电动力捕捉装置中进行的两种实验结果进行了验证。首先，我们的模型帮助我们阐明了复合微滴蒸发期间经常观察到的散射“复活”现象。随后，我们能够模拟我们的实验情形——即微滴干至形成纳米颗粒（NP）聚集体，然后软着陆。从而我们可以将模型预测与扫描电子显微镜（SEM）成像进行比较。该模型tested 最多 个几种共存类型的纳米颗粒。可以考虑的几种相互作用包括：颗粒间相互作用：Lenard-Jones 势和库仑力；外部作用力：分散介质的黏度、离心力、重力、表面张力以及界面运动。纳米颗粒的布朗运动可以自由控制。核心程序配合提取统计 NP 聚集体性质的脚本进行后处理——分形维数和径向分布函数。代码已公开于公共存储库。展示了几种多样化的演化情景。
引用
@article{arxiv.2501.04456,
title = {A numerical toy model of Langevin dynamics provides real-time visualization of colloidal microdroplet evaporation},
author = {Gennadiy Derkachov and Tomasz Jakubczyk and Sima Alikhanzadeh-Arani and Tomasz Wojciechowski and Daniel Jakubczyk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.04456},
year = {2025}
}