Mudanças entre as edições de "Termostato de Nosé-Hoover"

De Física Computacional
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Como <math> \mathcal H_N </math> se conserva, esse sistema é numericamente estável <ref name=L5> http://www.courses.physics.helsinki.fi/fys/moldyn/lectures/L5.pdf </ref>
 
Como <math> \mathcal H_N </math> se conserva, esse sistema é numericamente estável <ref name=L5> http://www.courses.physics.helsinki.fi/fys/moldyn/lectures/L5.pdf </ref>
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Assim, as equações de movimento podem ser deduzidas:
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<math> \bold \dot r_i = \frac{\partial \mathcal H_N}{\partial \bold p_i} = \bold p_i/(m_is^2)</math>
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<math> \bold \dot p = -\frac{\partial \mathcal H_N}{\partial \bold r_i} = \bold f_i</math>
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onde <math> f </math> é o número de graus de liberdade do sistema;
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<math> \dot s = \frac{\partial \mathcal H_N}{\partial p_s} = p_s/Q</math>
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<math> \dot p_s = -\frac{\partial \mathcal H_N}{\partial s} = \sum_i \frac{\bold p_i^2}{m_is^3} - (N_f + 1)k_BT/s </math>
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Assim, o termostato de Nose pode ser tratado como um sistema de partículas junto a um banho térmico como um ensemble NVE.
  
 
== Resultados ==
 
== Resultados ==

Edição das 22h14min de 24 de maio de 2021

Grupo: Gabriel Azevedo, Rafael Abel e Thierre F. Conceição.

Termostato de Nosé-Hoover

O termostato de Nosé-Hoover é um algoritmo utilizado para simulação de dinâmica molecular. Este algoritmo utiliza um ensemble NVT, onde o número de partículas (N), o volume (V) e a temperatura (T) são mantidas constantes. Esse ensemble é relevante quando o sistema em estudo está em contato com um banho térmico[1].

A maneira que o algoritmo de Nosé-Hoover mantém a temperatura constante é a partir da adição de uma variável dinâmica fictícia (um "agente" externo), que atua sobre as velocidades das partículas no sistema, as acelerando ou desacelerando até que estas atinjam a temperatura desejada.

Método

Para entender o termostado de Nóse-Hoover, primeiramente será mostrado o termostato de Nosé[2].

Este termostato atribui coordenadas generalizados adicionais e o seu momento conjugado ao banho térmico. O fator é definido como um fator de escala das velocidades, onde:

E também são definidas as energia potenciais e cinética associadas a como:

e

onde é entendido como a "inércia térmica", ele determina a escala do tempo da flutuação de temperatura.

O Lagrangiano do sistema extendida (consistente das partículas e do banho térmico) então é postulado como:

Como não é explicitamente dependente do tempo:

Como se conserva, esse sistema é numericamente estável [3]

Assim, as equações de movimento podem ser deduzidas:

onde é o número de graus de liberdade do sistema;

Assim, o termostato de Nose pode ser tratado como um sistema de partículas junto a um banho térmico como um ensemble NVE.

Resultados

Programas Utilizados

Referências

  1. https://www2.ph.ed.ac.uk/~dmarendu/MVP/MVP03.pdf
  2. NOSÉ, Shuichi, A molecular dynamics method for simulations in the canonical ensemble, Molecular Physics, 1984, Vol. 52, No. 2, 255-268
  3. http://www.courses.physics.helsinki.fi/fys/moldyn/lectures/L5.pdf