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我是飞锅

新虫 (初入文坛)

[求助] 郎之万控温法是怎么实现的? 已有1人参与

比如说模拟一个高分子链的运动,用郎之万方程描述每个单元的运动的话涉及到随机积分。很多文献提及用文莱特法算,那这样岂不是很麻烦。还有,怎么实现温度的控制,需要对加和每个单元的动能来得到温度吗?
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lsloneil

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【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
你如果想比较analytically地分析Langevin equation当然要用到stochastic calculus。但是对于做分子模拟的人来说,需要的只是数值解,Langevin Equation在他们看来和牛顿方程无异,所以依然可以用Verlet算法来进行数值积分。

用Verlet算法积分运动方程,无非就是需要知道粒子的坐标,速度和受力,Langevin equation和牛顿方程唯一不同的地方就是多了个随机力,那就用随机数生成器生成一个力呗。知道了粒子的受力,下一步的速度和坐标用Verlet算法都可以算出来了。

至于Langevin Equation怎么实现温控,核心就在那个随机力里。那个随机力要符合一个高斯分布,那个高斯分布的峰宽(或者说标准差)是精心选择的,其物理依据是涨落耗散定理(Fluctuation-Dissipation Theorem),一旦选好了高斯分布,随机力和Langevin Equation里的粘滞力配合起来,就能得到想要的温度,无须对粒子动能另作额外处理。
2楼2015-11-22 15:03:21
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我是飞锅

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by lsloneil at 2015-11-22 15:03:21
你如果想比较analytically地分析Langevin equation当然要用到stochastic calculus。但是对于做分子模拟的人来说,需要的只是数值解,Langevin Equation在他们看来和牛顿方程无异,所以依然可以用Verlet算法来进行数 ...

首先,谢谢了。我觉得郎之万控温没有这么简单,并不是直接把随机力加到确定力(比如说LJ力和键力)上就可以了,因为按涨落耗散定理得出的随机力在量级上和确定力要小很多,随机力几乎对整体的受力不起作用。
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3楼2015-11-24 18:36:31
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lsloneil

专家顾问 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by 我是飞锅 at 2015-11-23 22:36:31
首先,谢谢了。我觉得郎之万控温没有这么简单,并不是直接把随机力加到确定力(比如说LJ力和键力)上就可以了,因为按涨落耗散定理得出的随机力在量级上和确定力要小很多,随机力几乎对整体的受力不起作用。...

how do you know "按涨落耗散定理得出的随机力在量级上和确定力要小很多"? Do you have the data?

Could you give an estimate of the random force as well as the viscous force in your system?
4楼2015-11-24 23:09:22
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