Cahn–Hilliard 实时演化
同一个方程、同一份自由能,只换工作点 c₀ —— 看 f'' 的符号如何把「噪声被抹平」变成「噪声自己长成两相」。
怎么读这张图
- 时空图:横轴是位置 x(周期边界,长 36),纵轴向下是时间。每一行取一个时刻的 c(x)。开头的纯色是初始白噪声,随后蓝色和红色条纹出现、变锐、再变粗。
- 先长后粗:条纹出现的间距由
λ_max = 2π√(2κ/|f''|) 决定,这是线性阶段;之后条纹变宽是 Ostwald 粗化,属于非线性阶段,面积(总量)守恒但个数减少。
- 亚稳区(c₀ = 0.26):f'' > 0,白噪声一路衰减、图面始终是纯色。此时点「投晶核」放一个宽度 2.5 的高斯核,它就会长大 —— 这就是成核与生长的区别:需要越过势垒。
- 把 Ω 拖到 2.0 以下:f''(0.5) = 4 − 2Ω > 0,连 c₀ = 0.5 也不再失稳,整个画面归于纯色。临界点就在 Ω = 2。
- 把 κ 拖大:λ_max 变长、条纹变宽、长大变慢(σ_max = f''²/4κ)。界面能越贵,图案越粗。
求解器:256 点周期网格、半隐式谱方法(界面能隐式、f' 显式)、Δt = 0.2、M = 1。每帧步数由「速度」控制,时空图每帧记一行。