倾斜碰撞单元对多粒子碰撞动力学模拟中输运性质的影响
软凝聚态物质
2025-10-10 v1
摘要
多粒子碰撞动力学(MPCD)是一种介观尺度模拟技术，使用简化溶剂来模拟流体动力学相互作用。MPCD溶剂粒子并非通过成对力相互作用，而是在空间局部化的单元内按照预定规则进行动量交换碰撞。传统MPCD算法采用立方碰撞单元，但对于最自然地使用倾斜模拟盒描述的系统而言，这一选择并非最优。这里，我们研究了一种修正MPCD方案的行为，其中碰撞单元与定义三斜（平行六面体）模拟盒的向量对齐。我们发现倾斜碰撞单元对纯溶剂的输运性质有小但统计显著的影响。对于溶液中的近硬球，发现了类似但更显著的效应，包括其名义自扩散系数的显著下降以及自扩散张量的非物理各向异性。因此，我们的分析表明倾斜MPCD碰撞单元可能导致虚假行为，应谨慎使用。我们推测这些伪影可通过无网格方案将粒子放置到碰撞单元中来缓解。
引用
@article{arxiv.2510.07446,
title = {Effects of skewing collision cells on transport properties in multiparticle collision dynamics simulations},
author = {Jinny Cha and Wilfred Kwabena Darko and Jeremy C. Palmer and Michael P. Howard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.07446},
year = {2025}
}