纳米粒子与等温涨落流体动力学耦合：从微观到介观动力学的粗粒化
介观与纳米尺度物理
2016-01-20 v2
摘要
我们通过对底层微观动力学进行系统的粗粒化，推导出浸没在等温简单流体中的纳米粒子动力学的粗粒化描述。我们选择纳米粒子的位置以及流体的总质量和动量密度场作为粗粒化或相关变量，这些变量是局域守恒的慢变量，因为它们的定义包含了纳米粒子的贡献。基于 Zwanzig 投影算符的粗粒化理论引导我们得到一个在相关变量中封闭的随机常微分方程（SODEs）系统。我们证明，我们的离散粗粒化方程与一个形式随机偏微分方程（SPDEs）系统的 Petrov-Galerkin 有限元离散化是一致的，后者类似于先前使用的基于涨落流体力学的唯象模型。在适当的近似下，我们以赋予其清晰物理解释的方式获得了粗粒化动力学的封闭近似，并为闭包中出现的所有系数提供了显式的微观表达式。我们的工作导出了一个稀纳米胶体悬浮液模型，该模型可以有效地使用可行的短时分子动力学模拟作为输入，提供给有限元涨落流体动力学求解器进行模拟。
引用
@article{arxiv.1509.01540,
title = {Coupling a nano-particle with isothermal fluctuating hydrodynamics: Coarse-graining from microscopic to mesoscopic dynamics},
author = {Pep Español and Aleksandar Donev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.01540},
year = {2016}
}
备注
Submitted to J. Chem. Phys