离平衡的层状液晶模型：从二进制模拟到多组分理论
软凝聚态物质
2025-12-03 v1 数学物理
math.MP
计算物理
流体动力学
摘要
我们提出了一种基于GENERIC（通用非平衡可逆不可逆耦合方程）形式化的层状液晶(LCs)的热力学一致理论框架。该形式化保证了能量守恒和熵产生，同时耦合浓度、动量平衡和液晶有序。我们从二元纯滴-均匀混合物出发，推导这些关键变量的理论，然后扩展到多组分系统。二进制方程通过基于Julia的求解器求解，使用上升有限差分方案，能够稳定且高效地处理多个时间尺度，同时满足基本数学约束。仿真结果与染色体液晶中拓扑核心缺陷的实验观察相符，以及在 Couette 和 Poiseuille 流动驱动下的滴液形状转变。该工作为可模拟的多组分层状液晶提供了一个平台，可扩展至具有多个界面、活性材料和受外部场作用的系统。
引用
@article{arxiv.2512.02158,
title = {Out-of-equilibrium modeling of lyotropic liquid crystals: from binary simulations to multi-component theory},
author = {Jonathan Salmerón-Hernández and Pablo Zubieta-Rico and Juan de Pablo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.02158},
year = {2025}
}