论纳米流体力学中的Green-Kubo关系的重审

统计力学的核心目标之一是建立系统微观波动与其对扰动的宏观响应之间的联系。对于非平衡传输性质，这相当于建立Green-Kubo(GK)关系。在流体力学中，将液-solid摩擦的此类GK表达式与宏观滑移边界条件联系起来，一直是一个长期存在的问题，主要由于两个挑战：(i) GK运行积分的力关联函数衰减到零，而不是到达明确的平坡值；(ii) 关于这种传输系数是否测量的是固有界面摩擦还是系统中的有效摩擦仍存在争议。受粗糙化社区的启发，我们推导了液-solid摩擦的GK关系，其中力关联函数在液体动量守恒约束下进行采样。我们的表达式不受“平坡问题”的影响，并且以类似Stokes定律的方式明确测量有效摩擦系数。我们进一步建立了所推导的摩擦系数与流体力学滑移长度之间的联系，使我们能够跨尺度进行流体力学的直观评估。我们发现，流体力学在约束长度尺度下降至1 nm时仍能定量地描述仿真结果。我们的方法相当于对现有标准方法的简单修改，用于从分子仿真中量化界面摩擦，从而使得可以对不同滑移性质的表面进行明智的比较。