粘性硬球随机堆积中的涨落、结构因子与多四面体

我们对顺序构建的随机球体堆积在堆积分数区间 $0.329 < \gamma < 0.586$ 内进行了数值研究。为此，设计了快速运行的几何算法以构建约 300 个聚集体，每个包含 $10^6$ 个球体，从而能够仔细研究局部涨落并提高聚集体对分布 $P(r)$ 和结构因子 $S(Q)$ 的计算精度。在各种参数（Voronoi tessellation、接触配位数分布等）中，通过直接评估局部球数密度的涨落对涨落进行了定量评估，结果显示其遵循幂律。Voronoi 单元体积的半高宽（FWHM）在整个堆积分数范围内显示出规律变化。随着聚集体堆积分数的降低，对关联函数上出现 Dirac 峰，表明越来越大的多四面体（polytetrahedra）在生长，这在结构因子的低 $Q$ 值和高 $Q$ 值处以两种方式显现。这些低堆积分数（PF）聚集体具有复合结构，由嵌入在更无序基质中的规则多四面体组成。顺便指出，构建四面体的不规则性指数似乎是比堆积分数更好的参数，用于描述聚集体结构的各种特征。