通过德拜随机介质理解两点相关函数的简并性

众所周知，具有相同体积分数和两点相关函数$S_2(\mathbf{r})$的两相微结构的简并性通常是无限的。为明确阐释该简并问题，我们考察德拜随机介质，其完全由纯指数衰减的两点相关函数$S_2(r)$所定义。本工作中，我们考虑三类不同的德拜随机介质。首先，我们使用Yeong-Torquato构造算法[Yeong and Torquato, Phys. Rev. E, 57, 495 (1998)]生成“最概然”类。第二类德拜随机介质通过证明相应的两点相关函数在前三维空间中由某些重叠、多分散球体的模型有效实现而获得。第三类通过使用Yeong-Torquato算法构造受约束具有不寻常规定孔尺寸概率密度函数的德拜随机介质得到。我们通过确定其他统计描述符（包括孔尺寸、表面相关、弦长概率密度和线型路径函数）从结构上区分这三类德拜随机介质。我们还比较并对比了这些简并德拜随机介质的渗流阈值以及扩散与流体输运性质。我们发现这三类德拜随机介质通常可由上述描述符区分，且其微结构在视觉上也彼此不同。我们的工作进一步证实了散射信息不足以确定两相介质有效物理性质这一公认事实。此外，我们的发现证明了此处考虑的其他两点描述符在具有一系列物理性质的材料设计中的重要性。