密度和温度相关势的统计力学：基于 GenDPDE 方法的凝聚相应用
软凝聚态物质
2026-03-13 v1
摘要
粗糙 Lagrangian 方法，如耗散粒子动力学 (Hoogerbrugge 等, EPL, 1992)，适用于描述包含热力学涨落的中尺度流体系统。然而，利用这些方法对液体的真实模拟长期以来是一个难题。本文在广义耗散粒子动力学能量守恒 (GenDPDE) 方法框架内 (Bonet Avalos 等, PCCP, 2019)，发展了一种描述凝聚相的局部热力学 (LTh) 模型。该模型适用于液体分析，因为它在中尺度显式考虑了热膨胀系数和等温压缩系数。我们通过在两个关键参考态附近进行平衡模拟来检验 LTh 模型的准确性：液态氩的参考态为 (125.7 K, 85.31 MPa, 1419.7 kg/m3)，超临界态的参考态为 (418.8 K, 85.31 MPa, 695.99 kg/m3)。显著的是，我们展示该模型也适用于参考态附近的热力学条件范围，能够正确描述密度和温度空间变化系统的物理。我们进一步基于模型参数推导宏观压力和能量态方程的解析表达式，讨论其有效性与局限性。我们表明，即便在均匀近似水平上，精确捕捉局部粒子排列对于从中尺度数据预测宏观热力学性质至关重要。我们还评估了 HNC 近似在预测 GenDPDE 系统径向分布函数中的应用，探讨其优势与局限性。凭借 LTh 模型，GenDPDE 提供了一种可靠且灵活的工具，用于通过粗糙化技术分析凝聚相。
引用
@article{arxiv.2603.11203,
title = {Statistical Mechanics of Density- and Temperature-Dependent Potentials: Application to Condensed Phases within GenDPDE},
author = {Giuseppe Colella and Allan D. Mackie and James P. Larentzos and Fernando Bresme and Josep Bonet Avalos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.11203},
year = {2026}
}
备注
67 pages, 5 figures