طرق لattice بولتزمان للمواد السائلة اللينة

على مدار العقد الماضي، وجدت طريقة لattice بولتزمان نطاقًا كبيرًا لمحاكاة العديد من المشكلات في المواد السائلة اللينة، بدءًا من التدفقات المجهرية متعددة الأطوار والعديد من المكونات، وصولًا إلى الرغاوي، المستحلبات، والتدفقات الغروية، على سبيل المثال لا الحصر. يعد دور التفاعلات فوق الجزيئية أمرًا حيويًا للعديد من هذه التطبيقات، حيث تحدث كلما اقتربت الهياكل الميكروسكوبية، مثل الفقاعات أو القطرات، من بعضها البعض على سبيل المثال في حدود عشرات النانومترات. بغض النظر عن أصلها الفيزيائي الكيميائي المحدد، فإن مثل هذه التفاعلات القريبة أمر حيوي للحفاظ على تماسك الهياكل الميكروسكوبية ضد ظواهر الاندماج المروجة بواسطة الشعاعية وتوتر السطح، ومن هنا تأتي الحاجة إلى تضمينها في مخططات لattice بولتزمان. ومن الناحية الصارمة، يتطلب ذلك مشكلة متعددة المقاييس معقدة، تغطي حوالي ستة عقود مكانية، من السنتيمترات وصولًا إلى عشرات النانومترات، وما يقرب من الضعف في الزمن. مثل هذه المشكلة متعددة المقاييس لا يمكن التعامل معها من خلال طريقة حسابية واحدة، ومن هنا تأتي الحاجة إلى نماذج ذات حجم خشن للتفاعلات القريبة. في هذه المراجعة، سنناقش مثل هذه النماذج ذات الحجم الخشن ونوضح تطبيقها على مجموعة متنوعة من المشكلات المتعلقة بالمواد السائلة اللينة، مثل البلورات السائلة اللينة، المستحلبات الكثيفة المحصورة بشدة، المستحلبات الهيراركية المتدفقة، التدفقات الحبيبية اللينة، بالإضافة إلى هجرة القطرات النشطة عبر الضيقات. وفي النهاية، نختتم ببعض الاعتبارات حول التطورات المستقبلية في اتجاه الديناميكا الكمومية للنانو، تعلم الآلة، والحوسبة الكمومية لتطبيقات التدفقات اللينة.