液体-固体摩擦频率依赖性的原子建模理论框架
软凝聚态物质
2021-11-29 v1 化学物理
流体动力学
摘要
纳米流体在能量转换与脱盐应用中展现出巨大前景。纳米流体器件的性能由液体-固体摩擦控制，其由纳维摩擦系数（FC）量化。尽管经过数十年研究，仍无公认的通用框架可从原子模拟中确定频率依赖的纳维 FC。在此，我们推导出解析表达式，将纳维 FC 与受限壁面上的随机力自相关联系起来，其依据在于观察到随机力自相关可与流体动力学边界条件相关联，而纳维 FC 即出现于该边界条件中。该解析框架具有通用性：它显式包含了系统尺寸依赖性与 FC 的频率依赖性，这使我们得以解决（i）FC 评估中长期存在的平台问题，以及（ii）Lennard-Jones 液体及水在各种壁面、各种温度（包括过冷区）下液体-固体摩擦的非马尔可夫行为。这一新框架为探索广泛复杂液体的频率依赖 FC 开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2107.06113,
title = {Theoretical framework for the atomistic modeling of frequency-dependent liquid-solid friction},
author = {Haruki Oga and Takeshi Omori and Cecilia Herrero and Samy Merabia and Laurent Joly and Yasutaka Yamaguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.06113},
year = {2021}
}
备注
5 pages, 3 figures