基于速度分布函数的平面法在具有宏观流动的微观系统中计算局域应力张量
流体动力学
2024-06-19 v1 软凝聚态物质
化学物理
计算物理
摘要
本工作中,我们基于平面法(MoP)给出了一种适用于非平衡分子动力学(MD)系统的局域应力张量计算方法。从宏观速度分布函数与微观分子穿越固定控制平面之间的关系出发,我们推导了一种计算宏观动量守恒律基本量的方法,包括定义在有限面积表面上的密度、速度、动量通量以及应力张量的相互作用项和动力学项。在控制面上可获得平流速度的任何分量,从而能够在MoP框架内将动力学动量通量分离为平流项和应力项。我们通过在准一维稳态库埃特(Couette)流系统以及具有移动接触线的准二维稳态系统中提取密度、速度和应力分布,验证了本方法。与体积平均法不同,我们的方法中密度、质量和动量通量定义在面上,这对于符合动力学系统中的质量和动量守恒律至关重要。
引用
@article{arxiv.2107.07785,
title = {Local stress tensor calculation by the Method-of-Plane in microscopic systems with macroscopic flow: a formulation based on the velocity distribution function},
author = {Hiroki Kusudo and Takeshi Omori and Yasutaka Yamaguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.07785},
year = {2024}
}