Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics

Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics

Multi-particle collision dynamics is an appealing numerical technique aiming at simulating fluids at the mesoscopic scale. It considers molecular details in a coarse-grained fashion and reproduces hydrodynamic phenomena. Here, the implementation of multi-particle collision dynamics for isotropic flu...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Видавець:Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Дата:2019
Автор: Híjar, H.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2019
Назва видання:Condensed Matter Physics
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/157474
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Цитувати:Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics / H. Híjar // Condensed Matter Physics. — 2019. — Т. 22, № 1. — С. 13601: 1–16. — Бібліогр.: 33 назв. — англ.

Репозиторії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-157474
record_format dspace
spelling irk-123456789-1574742019-06-21T01:28:54Z Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics Híjar, H. Multi-particle collision dynamics is an appealing numerical technique aiming at simulating fluids at the mesoscopic scale. It considers molecular details in a coarse-grained fashion and reproduces hydrodynamic phenomena. Here, the implementation of multi-particle collision dynamics for isotropic fluids is analysed under the so-called Andersen-thermostatted scheme, a particular algorithm for systems in the canonical ensemble. This method gives rise to hydrodynamic fluctuations that spontaneously relax towards equilibrium. This relaxation process can be described by a linearized theory and used to calculate transport coefficients of the system. The extension of the algorithm for nematic liquid crystals is also considered. It is shown that thermal fluctuations in the average molecular orientation can be described by an extended linearized scheme. Flow fluctuations induce orientation fluctuations. However, orientational changes produce observable effects on velocity correlation functions only when simulation parameters exceed their values from those used in previous applications of the method. Otherwise, the flow can be considered to be independent of the orientation field. Динамiка багаточастинкових зiткнень — це зручна числова методика для моделювання плинiв на мезоскопiчних масштабах. Вона дає змогу розглядати молекулярнi деталi в огрублений спосiб i вiдтворювати гiдродинамiчнi явища. У данiй статтi, застосування динамiки багаточастинкових зiткнень до iзотропних плинiв проаналiзовано за так званою термостатованою схемою Андерсена, конкретного алгоритма для систем у канонiчному ансамблi. Цей метод виявляє гiдродинамiчнi флуктуацiї, якi спонтанно релаксують до рiвноваги. Цей релаксацiйний процес можна описати з допомогою лiнеаризованої теорiї та використати для обчислення коефiцiєнтiв переносу в системi. Також розглянуто розширення алгоритму на нематичнi рiдкi кристали. Показано, що тепловi коливання середньої орiєнтацiї молекули можна описати за допомогою розширеної лiнеаризованої схеми. Флуктуацiї потоку iндукують орiєнтацiйнi флуктуацiї. Проте, орiєнтацiйнi змiни мають помiтний вплив на кореляцiйнi функцiї швидкостей тiльки, коли параметри моделювання перевищують їх значення у порiвняннi зi значеннями, що використовуються у попереднiх застосуваннях методу. В протилежному випадку, даний потiк можна вважати незалежним вiд поля орiєнтацiї. 2019 Article Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics / H. Híjar // Condensed Matter Physics. — 2019. — Т. 22, № 1. — С. 13601: 1–16. — Бібліогр.: 33 назв. — англ. 1607-324X PACS: 61.20.Ja, 05.20.Jj, 05.40.-a, 83.80.Xz DOI:10.5488/CMP.22.13601 arXiv:1903.11474 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/157474 en Condensed Matter Physics Інститут фізики конденсованих систем НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language English
description Multi-particle collision dynamics is an appealing numerical technique aiming at simulating fluids at the mesoscopic scale. It considers molecular details in a coarse-grained fashion and reproduces hydrodynamic phenomena. Here, the implementation of multi-particle collision dynamics for isotropic fluids is analysed under the so-called Andersen-thermostatted scheme, a particular algorithm for systems in the canonical ensemble. This method gives rise to hydrodynamic fluctuations that spontaneously relax towards equilibrium. This relaxation process can be described by a linearized theory and used to calculate transport coefficients of the system. The extension of the algorithm for nematic liquid crystals is also considered. It is shown that thermal fluctuations in the average molecular orientation can be described by an extended linearized scheme. Flow fluctuations induce orientation fluctuations. However, orientational changes produce observable effects on velocity correlation functions only when simulation parameters exceed their values from those used in previous applications of the method. Otherwise, the flow can be considered to be independent of the orientation field.
format Article
author Híjar, H.
spellingShingle Híjar, H.
Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics
Condensed Matter Physics
author_facet Híjar, H.
author_sort Híjar, H.
title Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics
title_short Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics
title_full Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics
title_fullStr Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics
title_full_unstemmed Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics
title_sort hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
publishDate 2019
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/157474
citation_txt Hydrodynamic correlations in isotropic fluids and liquid crystals simulated by multi-particle collision dynamics / H. Híjar // Condensed Matter Physics. — 2019. — Т. 22, № 1. — С. 13601: 1–16. — Бібліогр.: 33 назв. — англ.
series Condensed Matter Physics
work_keys_str_mv AT hijarh hydrodynamiccorrelationsinisotropicfluidsandliquidcrystalssimulatedbymultiparticlecollisiondynamics
first_indexed 2023-05-20T17:52:25Z
last_indexed 2023-05-20T17:52:25Z
_version_ 1796154288293019648

Схожі ресурси