使用分数阶相互作用定律模拟任意形式多粒子碰撞的冲击动力学

使用分子动力学方法，我们研究了一个三维空间中球形粒子运动的离散确定性模型。该模型考虑了任意形式的多粒子碰撞。利用分数阶微积分，我们提出了一个排斥力的表达式，即所谓的分数阶相互作用定律。然后我们说明并讨论了如何控制（关联）多粒子碰撞中单个粒子的能量耗散和碰撞时间。在多粒子碰撞中，我们包含了从耦合扭转-滑动摩擦过渡到滚动摩擦再到静摩擦所需的摩擦机制。通过分析简单模拟，我们发现强排斥状态下二元碰撞占主导地位。然而，在多粒子碰撞中，弱排斥被观察到要强得多。所呈现的数值结果可用于真实地模拟一组碰撞粒子中单个粒子的冲击动力学。