粒子守恒在自驱动粒子系统中的作用
软凝聚态物质
2013-04-23 v1
摘要
已知经历耗散碰撞的主动驱动粒子会形成空间分布的相干运动团簇态。当密度超过特征值时，团簇随时间增长并形成相干宏观运动的稳态有序态。本文探讨两个问题：(i) 在团簇形成背景下，粒子长径比的作用是什么？粒子形状是否会影响系统在流体力学尺度上的行为？(ii) 粒子守恒在多大程度上影响图样形成？为回答这些问题，我们提出了一种简单的动力学模型，用以描述自由运动粒子与集成在团簇中的粒子之间的一些相互作用特性。为此，我们引入了两种粒子种类：单粒子和团簇粒子。具体而言，我们考虑了单粒子聚结成团簇、单粒子在现有团簇上的组装、团簇间的碰撞以及团簇的解聚。通过对我们的动力学模型进行粗粒化处理，(i) 我们证明粒子形状（即长径比）会改变转变密度的尺度，但不会影响有序阈值处的不稳定性。(ii) 我们表明，粒子守恒的有效性决定了纵向不稳定性的存在，该不稳定性倾向于在局部放大密度不均匀性，进而触发波矢量平行于宏观有序轴的波图样。如果系统与粒子库接触，由于密度不均匀性的补偿，这种不稳定性将消失。
引用
@article{arxiv.1301.7701,
title = {Role of particle conservation in self-propelled particle systems},
author = {Christoph A. Weber and Florian Thüroff and Erwin Frey},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.7701},
year = {2013}
}
备注
43 pages, 9 figures, 1 table