尺寸多分散硬球流体中刚性细丝的动力学
软凝聚态物质
2025-03-06 v1
摘要
通过分子动力学模拟研究了嵌入尺寸多分散硬球流体中的刚性细丝（由连接珠粒构成）的动力学，重点关注表征尺寸多分散程度的聚散度指数（δ）如何影响该模型异质系统中的动力学。流体的多分散性以及细丝旋转运动与平动运动的强耦合，是复杂流体环境中解读实验结果的诸多障碍之一。此外，关于体积分数（φ）和绝对自由体积（V_free）——其本身随δ变化——对动力学的影响在文献中讨论不足。因此，我们在两种不同条件下研究了细丝的动力学行为：(i) 恒压（φ随δ变化），和(ii) 恒定φ。恒压下观察到旋转弛豫时间，进而扩散常数D_R，随细丝长度变化遵循D_R ∼ l^(-α)，其中指数α的值从δ从0变化到40%时的3.0增至3.2。观察到增大φ的效应主导了增大V_free的效应。此外，细丝中珠粒在旋转期间的流体动力学相互作用极小，而质心运动则表现出部分流体动力学屏蔽。另一方面，对于固定φ系统，增大δ导致V_free增大，从而增强了示踪扩散，与恒压系统呈现相反趋势。
引用
@article{arxiv.2503.03264,
title = {Dynamics of stiff filaments in size-polydisperse hard sphere fluids},
author = {Thokchom Premkumar Meitei and Lenin S. Shagolsem},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03264},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 10 figures