基于构象平均布朗噪声的平面拉伸半稀聚合物溶液模拟

在强流场中支配半稀聚合物动力学的浓度、流动、流体动力学相互作用(HI)与拓扑相互作用之间的相互作用难以刻画。布朗动力学(BD)模拟作为一种直接可视化这些系统中分子相互作用如何产生的方式尤其有价值；然而，BD 模拟常受限于需要通过扩散张量分解来计算相关布朗噪声。此前我们引入了一种用于 BD 模拟的迭代构象平均(CA)方法，该方法通过在迭代过程中预平均 HI 与布朗噪声来规避这些限制。在这项工作中，我们通过引入构象依赖的扩散张量和构象平均布朗噪声的应变依赖近似，将 CA 方法推广到流动中的半稀溶液。我们发现该方法近乎定量地复现了瞬态与稳态聚合物动力学及流变学，同时实现了数量级的计算加速。我们随后利用 CA 方法研究平面拉伸流中聚合物动力学的浓度与流率依赖性。我们的结果与先前的实验与模拟研究一致，并提供了半稀 regime 下宽泛构象分布的细致视图。我们观察到稳态下拉伸态与卷曲态之间的相互转换，并猜想其源于浓度对构象依赖聚合物阻力的效应。此外，我们观察到流动启动过程中瞬态流动诱导的分子间钩连，其导致了多样而独特的拉伸路径。