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LAMMPS讲解73-耗散粒子动力学滑移边界条件控制方法耗散粒子动力学在复杂流动方面具有广泛的应用。但是在流体在固体表面流动时,如何控制滑移边界条件是耗散粒子动力学的一个问题。本例通过修改LAMMPS源代码中的fix wall和fix wall/lj126实现了文献Tunable-slip boundaries for coarse-grained simulations of fluid flow中的滑移边界条件控制方法。采用的lammps版本是29sep2021.通过设置参数可实现从无滑移到无限滑移的连续控制。实现的边界条件是一个通道流,上下壁面只能是y方向的两个盒子边界,流动方向只能是x方向。修改后的源代码可添加微信baolu_yao获取。该方法主要通过在近壁区引入一个耗散力来控制近壁区的速度,具体方法是:当粒子进入近壁区后就会受到一个额外的力,这个力包含两部分一个耗散力一个随机力。为了防止粒子跑出边界需要施加一个保守力,这里保守力采用LJ/126模型。通过修改源代码可以方便采用其他形式的保守力。耗散力用来控制速度,随机力和耗散力组合起来保证近壁区的温度不变。其中γ_WT为控制强度,调节该值的大小就可实现滑移量的控制。 修改后的代码测试效果如下。图中结果表明代码修改成功。但是有温度分布可以看出,这里设置的剪切率太大了。
下面是测试所用到的in文件 ########################################################################### ####这是一个通道流,上下壁面只能是y方向的两个盒子边界,流动方向只能是x units lj boundary p f p neighbor 1.0 bin neigh_modify every 1 delay 0 check yes atom_style atomic pair_style dpd 1.0 1.0 343587 comm_modify mode single vel yes
log 01.log variable vx equal 1.0
variable vx_up equal ${vx}/2 variable vx_down equal -${vx}/2
# ----------------- Atom Definition Section -----------------
region box block -5 5 -5 5 -5 5 units box create_box 1 box lattice fcc 3.0 region fluid block -5 5 -4.0 4.0 -5 5 units box create_atoms 1 region fluid
# ----------------- Settings Section -----------------
pair_coeff 1 1 25 1.0 mass 1 1.0
# ----------------- Run Section -----------------
timestep 0.01 velocity all create 1.0 672748 rot yes dist gaussian
thermo 100 thermo_style custom step temp thermo_modify flush yes
dump mydump all custom 10000 dump.lammpstrj id type x y z
fix mynve all nve #fix fix_id group_id wall/lj126 face coord epsilon sigma cutoff myT myseed mygamma myv fix ywall_down all wall/lj126 ylo EDGE 0.001 1.0 1.1225 1.0 5632456 2.0 ${vx_down} units box fix ywall_up all wall/lj126 yhi EDGE 0.001 1.0 1.1225 1.0 687541 2.0 ${vx_up} units box
run 1000000
reset_timestep 0
compute cc1 all chunk/atom bin/1d y lower 0.1 units box fix 2 all ave/chunk 1 100000 100000 cc1 density/number vx temp norm sample file rho_vx_T.profile
run 100000
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