|
|
|
|
Численный расчёт плотности состояний классической системы с непрерывным энергетическим спектром с помощью модифицированного алгоритма Вонга-Ландау
Докладчик(и): Ларкин Александр Сергеевич (ОИВТ РАН) Авторы: Ларкин А.С., Филинов В.С., Левашов П.Р. Дата, время проведения: 23 ноября 2023 года (четверг) в 11:00 Адрес: Семинар будет проходить в режиме удаленного доступа на базе сервера ZOOM Аннотация. Работа посвящена проблеме численного расчёта плотности состояний классической системы с непрерывным энергетическим спектром. Плотность состояний g(E) представляет собой число микроскопических состояний системы, лежащих в интервале энергий от E до E+dE, отнесённое к длине этого интервала [1]. Для классической системы частиц она зависит только от их числа, занимаемого объёма и вида межчастичного взаимодействия. Знание плотности состояний позволяет непосредственно вычислять термодинамические функции и величины (статистическую сумму, свободную энергию, внутреннюю энергию, теплоёмкости и т.д.) при различной температуре непосредственно из произведения g(E) и больцмановской экспоненты exp(-E/kT), причём сразу для всех значений температуры. Плотность состояний может быть рассчитана с помощью алгоритма Вонга-Ландау для систем с непрерывным спектром [2], который относится к т.н. "гистограммным" методам Монте-Карло и состоит из последовательных шагов между ячейками гистограммы энергий E с одновременным уточнением плотности состояний g(E). Авторами предлагается модификация этого алгоритма, отличающаяся значительно более эффективным способом распараллеливания программы для многопроцессорных систем с общей памятью (с помощью библиотек OpenMP) и улучшенным критерием "степени плоскостности" гистограммы энергий. В качестве примера проведены расчёты плотности состояний и производных термодинамических функций для таких систем, как N невзаимодействующих классических осцилляторов и N частиц с потенциалом Леннарда-Джонса. [1] F. Wang and D. P. Landau, Efficient, Multiple-Range Random Walk Algorithm to Calculate the Density of States, Phys. Rev. Lett. 86, 2001. [2] F. Moreno, S. Davis, J. Peralta, A portable and flexible implementation of the Wang–Landau algorithm in order to determine the density of states, Computer Physics Communications, 274, 2022. Семинар будет проходить в режиме удаленного доступа на базе сервера ZOOM, ссылка на подключение: https://us06web.zoom.us/j/3853805150?pwd=VERsRXkzcW5IVEgyU2ZpVWlra0hwdz09&omn=88100597852 Идентификатор конференции: 385 380 5150 Код доступа: BibermanLM |