负压下水中均匀气泡成核：Voronoi多面体分析
统计力学
2015-06-15 v1 软凝聚态物质
化学物理
摘要
我们通过平均首次通过时间（MFPT）方法，使用最大气泡体积作为局部序参量，研究了负压下亚稳态TIP4P/2005水中的气泡成核。我们通过基于Voronoi的分子动力学轨迹分析来识别系统中的气泡。通过比较环境条件下液态水的镶嵌特征与具有空腔的相同系统的特征，我们能够区分蒸汽（或界面）分子与本体分子。利用这些信息，我们跟踪最大气泡的时间演化，直到系统在280K、高于和低于旋节线时发生空化。在高于旋节线的压力下，MFPT曲线显示出中等亚稳态液体的预期形状，由此我们估计了气泡成核速率和临界簇的大小。使用经典成核理论估计的成核速率比我们通过MFPT计算的成核速率低约8个数量级。在低于旋节线的压力下（此时液体热力学不稳定），行为显著不同，MFPT曲线是单调函数，没有任何拐点。
引用
@article{arxiv.1304.0658,
title = {Homogeneous bubble nucleation in water at negative pressure: A Voronoi polyhedra analysis},
author = {Jose L. F. Abascal and Miguel A. Gonzalez and Juan L. Aragones and C. Valeriani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.0658},
year = {2015}
}