界面宽度与体相稳定性:深度淬火液-气体系模拟的要求

对具有扩展界面的液-气体系的模拟被观察到因两个原因而无法给出准确结果:界面可能“卡”在格点上,或者在界面附近出现密度过冲。在第一种情况下,体相密度可取一系列依赖于初始条件的值;在第二种情况下,则得到不准确的体相密度。在本文中,我们推导出了对具有扩散界面的液-气体系进行准确模拟所需的最小界面宽度。我们针对 van der Waals 气体的格子 Boltzmann 模拟演示了该判据。当把这一判据与对体相稳定性的预测相结合时,我们能够预测出能给出稳定且准确模拟结果的参数范围。这使我们能够识别出导致超过 1000 的高密度比的参数范围。尽管此前人们普遍认为格子 Boltzmann 对液-气体系的模拟仅限于小于 20 的中等密度比,本文结果突破了这一限制。