非理想二元混合物中非平衡涨落的格子玻尔兹曼模拟
计算物理
2019-06-26 v1
摘要
近年来,格子玻尔兹曼(LB)方法已成功扩展以纳入热涨落效应。迄今为止,所有研究案例均涉及平衡涨落,即相对于平衡背景态的涨落。本文向前推进一步,给出受限在两平行壁之间、且在壁到壁方向存在恒定浓度梯度的二元混合物的涨落LB模拟结果。这是研究非平衡(NE)涨落(即相对于非平衡态的涨落)的典型设置。我们分析了流体力学场的结构因子对波矢在平行与垂直于壁两个方向上的依赖关系,以及受限引起的有限尺寸效应,揭示了NE框架下关联的长程()特性。结果定量符合涨落流体力学预言。此外,在混合物存在非理想(NI)状态方程时,我们还观察到(空间均匀)平均压强发生改变,这源于NE涨落长程特性所引发的全新贡献。我们在改变系统尺寸与浓度梯度下研究了这些NE压强效应。综合来看,我们认为这些发现有助于推动涨落LB方法在NE涨落框架中的应用,并可能与实验相结合。
引用
@article{arxiv.1808.05168,
title = {Lattice Boltzmann Simulations of Non-Equilibrium Fluctuations in a Non-Ideal Binary Mixture},
author = {Daniele Belardinelli and Mauro Sbragaglia and Roberto Benzi and Sergio Ciliberto},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.05168},
year = {2019}
}
备注
19 pages, 16 figures (10 captions)