二进制 hyperspheres 随机 packing 比率研究:基于几何方法的小或大尺差分析
软凝聚态物质
2025-08-13 v4 材料科学
摘要
使用几何方法研究 D 维欧几里得空间 R^D 中的二进制粒子随机 packing 比率。首先,研究小尺差的二进制 packing 比率,使用 Onsager 用于三维空间(D=3)中粒子的排除体积模型。根据该模型,packing 随 bidispersity 而增大,比例为 (1 - f)(u^D - 1)^2,其中 f 为单分散 packing 比率,u 为尺寸比,D 为空间维数。将模型预测与二维圆盘(D=2)和大维极限(D趋近无穷)中的计算结果进行比较,结果表明二者良好一致。随后,采用 Furnas 的经典理论对大尺差的 hyperspheres 进行 packing 模型化。该理论最初用于三维空间,起始于较大和较小颗粒(u趋近无穷)的无限尺寸比。本文将相应方程应用于 hyperspheres,并与大维极限下的计算结果成功比较。此外,推导了二进制 packing 比率关于大尺差的渐近近似,表明 Furnas packing 比率的一阶变化(u^-1=0)与 (2 - f)u^-1 成正比。最后,给出一个规模化的 D 维二进制 packing 图,构建了一个简化的相图,界定了无定形 assembly 的二进制随机 packing 比率。总之,简单硬球的基本空间填充和几何(无活性)理论在 hyperspheres packing 和无定形化研究中 Appears to 是一个有价值的工具。
引用
@article{arxiv.2501.16005,
title = {Random packing fraction of binary hyperspheres with small or large size difference: a geometric approach},
author = {H. J. H. Brouwers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16005},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 7 figures, 7 tables