Wang-Landau及其改進算法在聚合物系統(tǒng)中的應用.pdf

1、本文采用一種新穎的Monte Carlo算法-Wang-Landau(WL)算法對單鏈均聚物體系進行了研究,并采用其改進算法Wang-Landau Transition Matrix(WL-TM)算法對A-b-B雙嵌段共聚物熔體體系進行了模擬研究。 首先,我們詳細地介紹了WL算法的理論背景及其具體算法過程,并把該算法應用于二維Ising模型對程序進行了檢驗,確保了程序的正確性。 然后,我們采用WL算法研究了均聚物單鏈系統(tǒng)

2、中的相變問題,并計算了體系的熱力學量,如自由能F,內能U等。將WL算法的結果與模擬退火算法的結果進行了比較發(fā)現,WL算法對于單鏈簡單系統(tǒng)比模擬退火算法有效：首先大大縮短了計算所需的時間,其次計算精度尤其是低溫下的精度要比Metropolis算法的高,同時,Wang-Landau方法還能夠計算體系的自由能F,熵S等熱力學量,而這些量是模擬退火算法無法計算的。 另外,我們采用WL算法的一種改進版本-WL-TM算法對雙嵌段共聚物體系的

3、有序-無序轉變(ODT)進行了研究。我們發(fā)現,對于不同體積分數的系統(tǒng),隨著溫度的降低,體系將會發(fā)生無序-柱狀相、無序-穿空層狀相以及無序-層狀相等形態(tài)轉變。根據相變溫度時的能量幾率分布函數,我們得到相應的相變?yōu)橐患壪嘧?這與以前的研究結果一致。同時,我們簡要地繪制了部分相圖,并發(fā)現采用WL-TM算法得到的相圖與采用自洽平均場理論(SCFT)計算的相圖、傳統(tǒng)蒙特卡羅方法得到的相圖及實驗相圖一致。把WL-TM算法的計算結果與模擬退火算法得到