45、非均匀流体界面特性研究

非均匀流体界面特性研究

1. 非均匀流体的两相密度范围

在一般情况下，两相密度范围包含宏观构型，如球形或圆柱形的液滴、气泡，以及之前讨论过的平板状结构。具体的构型组合取决于系统大小和盒子几何形状。相关研究可以独立开展。近期，Wilding（2016）提出了通过抑制非平板构型来改进采样的方法，从而扩展了该方法的适用范围。

测量得到的表面张力 $\gamma$ 值仍存在残余的系统尺寸依赖性。对于边长为 $L$ 的立方体盒子，根据标度论证（Binder，1982）有：
$\beta\gamma L = \beta\gamma_{\infty}-s \ln L \frac{1}{L^2} - \frac{C}{2L^2}$ （14.30）
其中，$s$ 是普适指数，$C$ 是常数。可以通过对不同盒子尺寸进行一系列模拟来计算 $\gamma_L$（Potoff 和 Panagiotopoulos，2000；Hunter 和 Reinhardt，1995）。绘制 $\beta\gamma_L$ 与 $L^{-2} \ln L$ 的关系图呈线性，对于低于临界点的温度，可以通过外推来估算 $\gamma_{\infty}$。

上述方法在 $T \gtrsim 0.95T_c$ 时能直接应用。当温度低于此值时，两相之间的自由能垒足够高，需要采用伞形采样或多正则采样技术来准确估算 $\rho_{\mu VT}(N)$（Errington，2003；Virnau 和 Müller，2004）。对于 Lennard - Jones 流体，在 $T \gtrsim 0.7T_c$ 时可以使用有限尺寸标度方法计算 $\gamma$（Potoff 和 Panagiotopoulos，200