WNVT系综模拟课题模板.docVIP

在NVT系综下构建一个由864个金属原子构成的6×6×6面心立方体为计算模块，采用x-，y-，z-方向的周期性边界条件，嵌入原子法来描述系统中原子之间的相互作用。

构建初始化结构过程中，d为不同温度时得出的原子半径，以(0,0,0,),(a/2,0,a/2),(a/2,a/2,0),(0,a/2,a/2)四个点为基准,依次沿x,y,z方向推进：由基准原胞点扩展五次推进成x方向上的一系列原胞线，再沿y方向推进五次建立x-y原胞面，最后沿z方向推进五次得到立方体系。

接着按照合金成分比例，以每种原子的摩尔比重为概率，随机替换体系中的原子得到所需的具体体系。用c表示Al原子在合金体系中所占百分比，u表示第三组元在合金体系中所占百分比，则该合金体系为由864×（1-c-u）个Ti原子，864×c个Al原子，864×u个第三组元原子构成的fcc结构。

系统初始化后，从初始状态开始，每次任意选择一个原子并令其位置随机移动，判断移动后系统总能量的变化。若减小，则保留此次位移过程。大量重复这一步骤，直至在一定步数内系统总能量每次减小量非常微小甚至可以忽略不计。此时即可认为该系统已经达到平衡。做出系统总能量E与循环步数的关系图。

具体步骤如下：

1.在系统内随机选择一个原子。

2.随机移动该原子位置，形成一个新的系统构型。

3.计算新系统构型的总能量。

4.比较移动前后两系统的总能量变化，判断是否接受该变化。

a.若新系统结构的总能量低于原系统，则保留此次位移产生的新结构，在其基础上继续下一次循环。

b.若新系统结构的总能量高于原系统，则放弃此次位移，在原系统结构基础上继续进行下一次循环。

5.重复循环计算，直至最后体系能量趋于平衡状态。

程序逻辑图开始

开始

定义变量，函数，输入模型参数、温度、元素的物性参量

计算原子间距

结构初始化

计算初始系统能量

调用随机数发生器，随机选择一个原子

再次调用随机数发生器，使该原子随机位移一段距离，计算位移后的系统能量

是

否

否

是

记录趋衡后原子位置坐标

大于L的原子作为部分1

小于L的原子作为部分2

计算部分1和2之间的相互作用，得到内聚功数值

根据表面张力与内聚功关系式，计算表面张力

结束

是

否

判断总能量是否减小

判断是否完成设定步数

判断原子的z轴坐标是否大于L