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重新审视剪切应力松弛模量与剪切应力自相关函数之间的涨落-耗散关系

统计力学 2015-08-18 v1 软凝聚态物质

摘要

剪切应力松弛模量 G(t)G(t) 可通过在开启微小阶跃应变 γ\gamma 后由剪切应力 τ(t)\tau(t) 确定,或通过标准振荡剪切实验在角频率 ω\omega 下获得的储能模量 G(ω)G^{\prime}(\omega) 或损耗模量 G(ω)G^{\prime\prime}(\omega) 的逆傅里叶变换确定。人们普遍认为 G(t)G(t) 一般等同于平衡应力自相关函数 C(t)=βVδτ(t)δτ(0)C(t) = \beta V \langle \delta \tau(t) \delta \tau(0)\rangle(其中 β\beta 为逆温度,VV 为体积),该函数可轻易通过计算机模拟计算。聚焦于永久弹簧网络形成的各向同性固体,我们通过涨落-耗散定理从理论上以及通过分子动力学模拟从计算上表明,对于 t>0t > 0 一般有 G(t)=Geq+C(t)G(t) = G_{eq} + C(t),其中 GeqG_{eq} 为静态平衡剪切模量。类似关系对 G(ω)G^{\prime}(\omega) 也成立。因此,对于固体,G(t)G(t)C(t)C(t) 必然不同,且不可能直接从 C(t)C(t) 获得 GeqG_{eq}

关键词

引用

@article{arxiv.1508.03731,
  title  = {Fluctuation-dissipation relation between shear stress relaxation modulus and shear stress autocorrelation function revisited},
  author = {J. P. Wittmer and H. Xu and O. Benzerara and J. Baschnagel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1508.03731},
  year   = {2015}
}

备注

13 pages, 15 figures