耗散粒子动力学：Lees-Edwards边界条件在高耗散率下的有效性研究

本文探讨了"耗散粒子动力学中Lees-Edwards边界条件的实施"这一主题，发表于2012年1月的《同济大学学报(自然科学版)》第40卷第1期。作者陈硕、全亚斌和张明，以及尚智，来自同济大学航空航天与力学学院和新加坡的高性能计算研究所，他们使用了元胞分割法和改进的velocity-Verlet算法来研究这种边界条件在处理耗散粒子动力学问题上的应用。 Lees-Edwards边界条件是一种常用于模拟流体和固体系统动态行为的边界条件，特别是在连续介质模拟中，它允许在固定体积内模拟无角动量守恒的现象。在耗散粒子动力学(DPD)中，这是一个关键的设定，因为DPD模型通过引入相互作用力和随机碰撞模拟微观尺度的复杂现象。 论文中，作者深入研究了如何在DPD模拟中准确且高效地实现Lees-Edwards边界条件，特别关注了耗散力系数γ的影响。他们发现，即使在高耗散率（如γ提高到100）的情况下，系统中的速度、密度、温度、压力和应力分布仍能保持均匀，这与传统的理解相一致，证明了Lees-Edwards边界条件在此类条件下的有效性。 作者对比了他们的模拟结果与先前的研究，指出其与文献[21]的观点存在差异，这意味着他们在处理耗散粒子动力学中的边界条件处理方法上提出了新的见解或优化策略。元胞分割法在此过程中起到了至关重要的作用，因为它能够精细地划分系统空间，确保边界条件的精确应用。 这篇论文提供了关于如何在高耗散环境中保持Lees-Edwards边界条件稳定性和精度的宝贵信息，对于理解和改进耗散粒子动力学模拟技术具有重要的学术价值。此外，它还展示了如何通过数值方法如velocity-Verlet算法和元胞分割法，对复杂物理现象进行高效而精确的模拟。