非球形刚性粒子的能量守恒接触动力学
软凝聚态物质
2026-03-06 v1 计算物理
摘要
理解非球形粒子在微观尺度之外的接触动力学对于准确建模胶体和颗粒系统至关重要，形状各向异性决定了这些系统的结构组织和输运特性。本文引入一种针对任意凸形刚性粒子的能量守恒接触动力学框架，集成了二维中的顶点-边界相互作用以及三维中的顶点-面和边-边检测。该公式化方法实现了连续力计算，严格防止粒子重叠，在 translational 和 rotational 运动期间守恒总能量。多边形和多面体粒子的仿真结果表明，该框架稳定可靠，能够捕捉包覆行为、各向异性扩散和状态方程。该框架为研究复杂非球形粒子系统的非平衡动力学奠定了稳健且可扩展的基础，潜在可应用于胶体自组装、颗粒流动和流体动力学等领域。
引用
@article{arxiv.2510.24945,
title = {Energy-Conserving Contact Dynamics of Nonspherical Rigid-Body Particles},
author = {Haoyuan Shi and Christopher J. Mundy and Gregory K. Schenter and Jaehun Chun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.24945},
year = {2026}
}