稀悬浮液中活性布朗粒子的分子动力学模拟：自由空间中的扩散与受限中的分布
软凝聚态物质
2019-02-15 v1 适应与自组织系统
摘要
本工作中，我们报告一种在分子动力学（MD）模拟中模拟活性布朗粒子（ABPs）的新方法。浸没于流体中的 each ABP 由一个头部粒子和一个球形流体幻影区域组成，其中微游动器的鞭毛发挥作用。活性粒子的取向由随机动力学支配，其取向持久时间由转动扩散率决定。为以推式（pusher）方式对活性粒子进行流体动力学驱动，分别在头部粒子与幻影流体区域上施加一对活性力。沿粒子取向测得的活性速度与活性力大小成正比。首先在自由空间中测量活性粒子的有效扩散系数，其与 ABPs 最小模型预测的分析结果呈半定量一致。随后我们转向受限势中活性粒子的概率分布。我们发现，当取向持久时间相对于势阱中的弛豫时间增大时，稳态粒子分布从玻尔兹曼型演变为非玻尔兹曼分布。由受限势中的稳态分布测得扩散系数的活性部分，并与自由空间中所得结果比较，在取向持久时间相对弛豫时间大幅变化的情况下显示出良好的半定量一致。
引用
@article{arxiv.1902.05236,
title = {Molecular dynamics simulations of active Brownian particles in dilute suspension: diffusion in free space and distribution in confinement},
author = {Liya Wang and Xinpeng Xu and Zhigang Li and Tiezheng Qian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.05236},
year = {2019}
}