三组分流体混合物中的超均匀性:润湿与水动力学的作用
软凝聚态物质
2025-07-01 v1 统计力学
流体动力学
摘要
多组分流体的相分离是理解复杂材料和生物结构组织的核心问题。Cahn-Hilliard-Navier-Stokes (CHNS) 方程提供了一种稳健的框架,用于建模此类系统,既捕捉扩散动力学,又捕捉水动力学相互作用。在本工作中,我们研究受三组分 CHNS 方程控制的三组分流体混合物中的超均匀性,这种性质表现为抑制的大尺度密度波动。通过大规模直接数值模拟,我们系统性地探讨了润湿条件和水动力学效应对涌现超均匀性的影响。类似于二元系统,我们观察到水动力学的存在会削弱超均匀特性。然而,润湿性质也会产生影响。我们发现,在部分润湿情景下,三个组分均表现出相当程度的超均匀性。相比之下,在完全润湿情景中,其中一个组分倾向于润湿其他两个组分,润湿组分相对于其他组分显示出显著的超均匀性降低。这些发现表明,润湿非对称性可作为多组分流体空间有序性的控制参数。
引用
@article{arxiv.2506.22647,
title = {Hyperuniformity in ternary fluid mixtures: the role of wetting and hydrodynamics},
author = {Nadia Bihari Padhan and Axel Voigt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.22647},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 9 figures