利用 Minkowski 张量研究流体的局部各向异性
统计力学
2010-11-04 v2
摘要
此前，针对简单与复杂流体、颗粒物质、非晶固体以及结构玻璃，已经研究了单个粒子可用自由体积的统计特性。Minkowski 张量提供了一套基于严格数学定理的形状度量，且易于对多边形和多面体（如自由体积胞/Voronoi 胞）进行计算。它们表征了超越两点相关函数的局部结构，并适用于定义局部各向异性指数 。在此，我们分析了简单液体模型构型的 Minkowski 张量统计，包括理想气体（泊松点过程）、硬盘和硬球系综以及 Lennard-Jones 流体。我们表明，Minkowski 张量提供了对局部各向异性的稳健表征，其范围从气相的 到有序固体的 。我们发现，对于流体，局部各向异性随着自由体积和粒子位置随机性的增加而单调递减。此外，局部各向异性指数 对这些简单流体中的结构转变非常敏感，正如先前在颗粒系统中针对从松散到堵塞的珠粒堆积转变所展示的那样。
引用
@article{arxiv.1009.0601,
title = {Local Anisotropy of Fluids using Minkowski Tensors},
author = {Sebastian C. Kapfer and Walter Mickel and Fabian M. Schaller and Markus Spanner and Christian Goll and Tomoaki Nogawa and Nobuyasu Ito and Klaus Mecke and Gerd E. Schröder-Turk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1009.0601},
year = {2010}
}