能量守恒耗散粒子动力学：等能积分与输运性质
软凝聚态物质
2024-06-03 v1 计算物理
摘要
在热梯度下对纳米至微米尺度流体系统进行模拟，需要一致的中尺度方法，以同时考虑流体动力学相互作用与恰当的能量输运。其中一种方法是带能量守恒的耗散粒子动力学（DPDE），它已被用于具有非均匀温度分布的各种流体系统。尽管该方法取得成功，现有积分算法已被证明会导致不期望的能量漂移，使人质疑DPDE方法是否恰当捕捉了真实流体的性质。我们提出了一种带局部能量守恒的速度-Verlet算法修正，使每个DPDE粒子的总能量在机器精度内守恒。此外，我们详细分析了DPDE流体的输运性质。特别地，推导了热传导系数的解析近似，从而可先验地选定特定值。最后，我们给出了无量纲普朗特数与施密特数的近似表达式，它们刻画流体输运性质并可通过恰当选取模型参数独立调节，从而可与真实流体相对应。总之，我们的结果巩固了DPDE方法作为研究具有温度不均匀性中尺度系统的一种非常稳健的途径。
引用
@article{arxiv.1907.06186,
title = {Dissipative particle dynamics with energy conservation: isoenergetic integration and transport properties},
author = {Fatemeh A. Soleymani and Marisol Ripoll and Gerhard Gompper and Dmitry A. Fedosov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.06186},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 8 figures