固体摩擦冷却颗粒气体中的团簇与速度分布

我们进行了大规模分子动力学模拟以研究颗粒气体的自由演化。初始时，粒子密度是均匀的，速度遵循 Maxwell-Boltzmann (MB) 分布。由于颗粒之间的固体摩擦，系统冷却。在早期，密度保持均匀，速度分布保持 MB 分布，同时系统动能随时间衰减。然而，密度和速度场的涨落不断增长，系统通过在密度场中形成团簇和速度场的局部有序化进行演化，这与塞流的出现相一致。这伴随着速度分布函数从 MB 行为到非 MB 行为的转变。我们利用密度和速度场的等时关联函数与结构因子研究了团簇的形态。从关联函数中，我们得出了团簇尺寸 $L$ 作为时间 $t$ 的函数。我们表明它表现出幂律增长，即 $L(t)\sim t^{1/3}$。