分子MC模拟不平衡

Question

假设聚合物在其链中具有 n 单体。我想使用 Bead-Spring 模型来模拟其运动。但是，没有应用周期性的边界条件。 COZ，生成点，使它们永远不会越过边界。

因此，我写了以下程序。

• 使用Monte Carlo方法模拟聚合物链模拟

我正在使用100万步。能量不会像预期的那样波动。几千步后，曲线完全平坦。

​Y轴是总能量。

谁能检查源代码并告诉我我应该更改什么？

NB我特别关注计算聚合物总能量的功能。

大概，该算法不正确。

    public double GetTotalPotential()
    {
        double totalBeadPotential = 0.0;
        double totalSpringPotential = 0.0;

        // calculate total bead-energy
        for (int i = 0; i < beadsList.Count; i++)
        {
            Bead item_i = beadsList[i];
            Bead item_i_plus_1 = null;

            try
            {
                item_i_plus_1 = beadsList[i + 1];

                if (i != beadsList.Count - 1)
                {
                    // calculate total spring energy.
                    totalSpringPotential += item_i.GetHarmonicPotential(item_i_plus_1);
                }
            }
            catch { }

            for (int j = 0; j < beadsList.Count; j++)
            {
                if (i != j)
                {
                    Bead item_j = beadsList[j];
                    totalBeadPotential += item_i.GetPairPotential(item_j);
                    //Console.Write(totalBeadPotential + "\n");
                    //Thread.Sleep(100);
                }
            }
        }

        return totalBeadPotential + totalSpringPotential;
    } 

Answer 1

此应用程序的问题是，模拟（ simulation.simulatemotion ）在单独的线程中与draw Timer并行运行（ simulationguiform.timer.timer1_tick ），并共享相同的状态（ polymerchain ）无需任何同步/信号，因此 polymerchain 的某些突变被完全跳过（未绘制），并且仿真完成（远前绘制绘制之前） timer1_tick 将重新绘制相同的 Polymerchain 。您可以通过对 simulation 添加计数器并在 simulateMotion 中增加情况来轻松地检查，

public class Simulation
{
    public static int Simulations = 0; // counter
    public static void SimulateMotion(PolymerChain polymerChain, int iterations)
    {
        Random random = new Random();
        
        for (int i = 0; i < iterations; i++)
        {
            Simulations++; // bump the counter
            // rest of the code
            // ...

并在 timer1_tick 中进行检查：

private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    // ...
    // previous code
    if (Simulation.Simulations == totalIterations)
    {
        // breakpoint or Console.Writeline() ...
        // will be hit as soon as "the curve goes totally flat" 
    }

    DrawZGraph();            
}

您需要重写应用程序 simulateMotion 在某些集合中存储迭代，该集合被 timer1_tick 消费（例如，基本上实现生产者 - 消费者模式，例如，您可以尝试使用 blockingcollection ，就像我在 pull request 或仅执行动作的操作当渲染当前状态时。