多嵌段聚合物自洽场理论计算的有限元方法
软凝聚态物质
2017-01-04 v1 计算物理
摘要
自洽场理论（SCFT）已被证明是模拟软物质（尤其是多嵌段聚合物）平衡微观结构的强有力工具。数值求解SCFT方程组的一种非常成功的方法基于谱方法。尽管应用广泛，该方法存在局限性，特别是在当前技术相关应用的背景下。这些局限性包括建模复杂几何形状的非平凡方法、难以扩展到非周期域以及空间自适应性的非平凡扩展。作为谱格式的可行替代，我们开发了用于计算平衡聚合物形态的SCFT范式的有限元公式。我们讨论了该公式并解决了确保准确性和效率的实现挑战。我们探索了利用Richardson外推高效实现的高阶链轮廓步进器。该方法具有高度可扩展性，适用于任意形状的系统。我们展示了空间和时间收敛性，并说明了在多达2048个核上的扩展性能。最后，我们展示了选定复杂几何形状的受限效应。这对纳米级应用的材料设计具有重要意义，在此类应用中尺寸使得平衡形态与块体相截然不同。
引用
@article{arxiv.1607.02819,
title = {A finite element approach to self-consistent field theory calculations of multiblock polymers},
author = {David M. Ackerman and Kris Delaney and Glenn H. Fredrickson and Baskar Ganapathysubramanian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.02819},
year = {2017}
}