活性液晶的稳态流体动力学不稳定性：混合格子玻尔兹曼模拟
软凝聚态物质
2009-11-13 v1
摘要
我们报告了夹在具有不同锚定条件的限制壁之间的活性向列相液晶流体动力学的混合格子玻尔兹曼 (HLB) 模拟结果。我们证实了从被动相到活性相的转变存在，在活性相中稳态下存在自发流动。对于流向排列型液晶，当棒状分子具有足够的“伸展”特性时可实现该转变；而对于流向翻滚型材料，则需具有足够的“收缩”特性。在准一维几何结构中，深入流向排列型材料的活性相时，我们的模拟提供了滞后现象、依赖历史的稳态以及自发带状流动的证据。相比之下，流向翻滚型材料会重新排列，使得只有两个边界层在稳态下流动。具有周期性边界条件的二维模拟显示了额外的不稳定性，自发流动表现为由“对流卷”组成的图案。这些结果证明了活性材料稳态相行为的显著丰富性（包括对锚定条件的依赖性），即使在没有外部强迫的情况下也是如此；这在被动向列相液晶中是没有对应物的。我们的 HLB 方法将用于动量传输的格子玻尔兹曼方法与用于序参量动力学的有限差分方案相结合，为探测活性向列相液晶复杂的流体动力学行为提供了一种稳健且高效的方法。
引用
@article{arxiv.0708.2062,
title = {Steady-state hydrodynamic instabilities of active liquid crystals: Hybrid lattice Boltzmann simulations},
author = {D. Marenduzzo and E. Orlandini and M. E. Cates and J. M. Yeomans},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.2062},
year = {2009}
}
备注
18 eps figures, accepted for publication in Phys. Rev. E