Metropolis - Potts 2D: mudanças entre as edições
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! Algoritmo de Metropolis ! | ! Algoritmo de Metropolis ! | ||
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Edição atual tal como às 19h52min de 18 de outubro de 2022
MODULE variaveis_globais
REAL(8) :: pi = 4*atan(1.)
INTEGER :: L,L2,MCS,o,v,Q_state
REAL :: Temp,B
INTEGER,DIMENSION(33) :: seed
REAL,DIMENSION(10) :: temperatura
END MODULE variaveis_globais
PROGRAM potts
USE variaveis_globais
IMPLICIT NONE
DO o=1,33
seed(o) =o
END DO
CALL random_seed(put=seed)
B = 1
L = 64
L2 = L*L
MCS = 2000
Temp = 1.
Q_state = 7
! DO v=1,10
! temperatura(v) = 0.2*v
! END DO
CALL metropolis
END PROGRAM
!-------------------------------------------------------------!
! Algoritmo de Metropolis !
!-------------------------------------------------------------!
SUBROUTINE metropolis
USE variaveis_globais
IMPLICIT NONE
INTEGER :: i,j,t,s,r,r2,r_new,f,n
INTEGER :: k_right,k_left,k_up,k_down
REAL(8) :: de,rn,prob,E0,E1,E2
INTEGER,DIMENSION(L2) :: right,left,up,down
REAL(8),DIMENSION(L2) :: energia
REAL,DIMENSION(L2) :: spin
REAL(8),DIMENSION(MCS) :: e_media,mag
REAL(8),DIMENSION(:),ALLOCATABLE :: theta
REAL(8),DIMENSION(10) :: energia_media
DO i=1,L
DO j=1,L
right((i-1)*L+j) = (i-1)*L+j+1
left((i-1)*L+j) = (i-1)*L+j-1
up((i-1)*L+j) = (i-1)*L+j-L
down((i-1)*L+j) = (i-1)*L+j+L
IF (i == 1) THEN
up((i-1)*L+j) = L2-L+j
END IF
IF (i == L) THEN
down((i-1)*L+j) = j
END IF
IF (j == 1) THEN
left((i-1)*L+j) = i*L
END IF
IF (j == L) THEN
right((i-1)*L+j) = i*L-(L-1)
END IF
END DO
END DO
spin = spins_aleat(Q_state)
ALLOCATE(theta(Q_state))
! WRITE(*,*) spin
E0 = 0
DO s=1,L2
k_right = kronecker(spin(i),spin(right(i)))
k_left = kronecker(spin(i),spin(left(i)))
k_up = kronecker(spin(i),spin(up(i)))
k_down = kronecker(spin(i),spin(down(i)))
E0 = E0 - B*(k_right + k_left + k_up + k_down)
END DO
WRITE(*,*) E0
DO n=1,Q_state
theta(n) = 2.*pi*n/Q_state
END DO
OPEN(2,file='energia.dat',status='unknown')
! DO f=1,10
DO t=1,MCS
DO s=1,L2
r = u(1,L2)
2 r_new = u(1,L2)
IF (spin(r_new) == spin(r)) GO TO 2
IF (spin(r_new) /= spin(r)) GO TO 3
spin(r_new) = theta(u(1,Q_state))
3 k_right = kronecker(spin(r),spin(right(r)))
k_left = kronecker(spin(r),spin(left(r)))
k_up = kronecker(spin(r),spin(up(r)))
k_down = kronecker(spin(r),spin(down(r)))
E1 = B*(k_right + k_left + k_up + k_down)
k_right = kronecker(spin(r_new),spin(right(r)))
k_left = kronecker(spin(r_new),spin(left(r)))
k_up = kronecker(spin(r_new),spin(up(r)))
k_down = kronecker(spin(r_new),spin(down(r)))
E2 = B*(k_right + k_left + k_up + k_down)
de = E2 - E1
IF (de .le. 0) THEN
spin(r) = spin(r_new)
ELSE
prob = exp(-de/Temp)
CALL random_number(rn)
IF (rn < prob) THEN
spin(r) = spin(r_new)
END IF
END IF
energia(s) = E0 + de
END DO
e_media(t) = 1./L2*sum(energia)
mag(t) = 1./L2*sum(spin)
WRITE(2,*) t,e_media(t),mag(t)
END DO
! energia_media(f) = 1./MCS*sum(e_media)
! WRITE(2,*) temperatura(f),energia_media(f)
! END DO
CLOSE(2)
CONTAINS
!-------------------------------------------------------------!
! Funções !
!-------------------------------------------------------------!
!Inicializa os spins de forma aleatória
FUNCTION spins_aleat(Q)
USE variaveis_globais
INTEGER :: n,k,Q,m
REAL,DIMENSION(Q) :: theta
REAL,DIMENSION(L2) :: spins_aleat
DO n=1,Q
theta(n) = 2.*pi*n/Q
END DO
IF (Q .le. 2) THEN
DO k=1,L2
spins_aleat(k) = cos(theta(u(1,Q)))
END DO
ELSE IF (Q > 2) THEN
DO m=1,L2
spins_aleat(m) = theta(u(1,Q))
END DO
END IF
RETURN
END FUNCTION spins_aleat
!Inicializa os spins d forma ordenada, todos iguais
FUNCTION spins(Q)
USE variaveis_globais
INTEGER :: n,k,Q,m
REAL,DIMENSION(Q) :: theta
REAL,DIMENSION(L2) :: spins
DO n=1,Q
theta(n) = 2.*pi*n/Q
END DO
IF (Q .le. 2) THEN
DO k=1,L2
spins(k) = cos(theta(1))
END DO
ELSE IF (Q > 2) THEN
DO m=1,L2
spins(m) = theta(1)
END DO
END IF
RETURN
END FUNCTION spins
!Delta de Kronecker
FUNCTION kronecker(i,j)
REAL :: i,j
INTEGER :: kronecker
IF (i == j) THEN
kronecker = 1
ELSE
kronecker = 0
END IF
RETURN
END FUNCTION kronecker
!Gera números inteiros aleatórios
FUNCTION u(a,b)
INTEGER :: u,a,b
REAL :: r
CALL random_number(r)
u = int(b*r) + a
RETURN
END FUNCTION u
!-------------------------------------------------------------!
END SUBROUTINE metropolis