简单流体中声波传播的分子动力学模拟
流体动力学
2020-10-28 v2
摘要
我们进行了分子动力学（MD）模拟，以研究流体中声波的传播。声波由一个正弦振荡的壁面产生，并在对面壁面附近通过局部施加的 Langevin 恒温器予以消除。随着波幅增加，波形从正弦波变为锯齿波。对于低频声音，模拟结果与 Burgers 方程在没有任何拟合参数的情况下表现出非常好的一致性。相比之下，对于高频声音，由于声流效应，出现了显著偏差。声速可以通过波形的傅里叶变换以高精度直接确定。尽管由于波幅的非线性效应，直接从模拟结果中获取衰减率较为困难，但可以通过 Burgers 方程进行估算。结果表明，MD 模拟是定量分析声波的有用工具。
引用
@article{arxiv.2007.12492,
title = {Molecular Dynamics Simulation of Soundwave Propagation in a Simple Fluid},
author = {Yuta Asano and Hiroshi Watanabe and Hiroshi Noguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.12492},
year = {2020}
}