武秀秀， 杨晓峰

(中北大学 理学院， 山西 太原 030051)

液态金属微观动力学在流体物理学领域具有重要意义， 它的研究对认识和理解液态金属的输运行为有着重要作用[1-3]. 本文将运用Enskog扩散理论来计算液态金属原子的自扩散系数. 众所周知， 硬球模型是液态金属原子扩散过程中最简单的模型， 此过程主要发生的是二体碰撞[4-5]. Enskog理论就是以硬球为模型， 假设原子与相邻原子只发生一系列的硬核二体碰撞， 并且是完全独立和瞬时的连续二体碰撞[6]. Enskog硬球理论已被广泛应用于许多其他的理论， 如Dymond和Alder[7]的范德华流体中的扩散理论， Ascarelli和Paskin[8]的液态金属的理论以及Swalin[9]的涨落理论等. 此外， Enskog理论于2004年被Chang等[10]用来计算硬球矩阵中硬球流体的自扩散系数， 于2020年被Holovko和Korvatska[6]用来计算无序多孔介质中硬球流体的自扩散系数. 虽然Enskog理论有上述的许多应用， 但Enskog理论是以硬球为模型的， 而范德华流体和金属流体都不是真正的硬球模型， 所以我们仍需对此进行修正， 通过分子动力学方法模拟液态金属的自扩散行为. 从一些分子动力学计算的结果中可以总结出其中的一些结论：(1)在许多方面， 具有实际原子间相互作用势的致密流体的结构与硬球流体的结构相似[11]； (2) 在类似条件下， 对于真实流体和硬球流体， 其自扩散系数相似[11]； (3)对于硬球流体， Enskog理论背后的物理图像在流体密度的整个范围内都非常精确[12]； (4)硬球的自扩散系数与Enskog理论的结果非常接近[12].

本文将硬球流体视为液……