介观尺度下界面特性的格子Boltzmann方法模拟

利用宏观热力学理论分别导出vanderWaals,RedlichKwong和RedlichKwongSoave状态方程的介观粒子相互作用势,发现均与Lennard-Jones势十分相似.为考察介观尺度下界面特性,将自由能泛函引入到单组分多相格子Boltzmann模型中,通过对不同状态方程控制的饱和密度曲线以及界面密度梯度的模拟,准确地再现了平衡态热力学特性.通过对单组分相变过程的模拟,结果显示该过程是气泡的长大过程,且在特定温度下,相分布图最终趋于平衡;得到了体积自由能、界面能量系数等考察界面特性的非平衡态热力学特性参数,这些参数均遵循不可逆热力学理论.