半刚性两嵌段共聚物的自洽场模拟

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本文研究的半刚性两嵌段共聚物方程组是一个4维问题,它包括链长1维,指向2维和空间1维。基于蠕虫链模型的平均自洽场理论,我们利用算子分裂法结合球谐函数展开,快速傅里叶变换等来离散半刚性两嵌段共聚物方程组。在求解过程中还需要找平衡态的鞍点,这时我们选取最速下降法来更新外场函数并寻找周期,通过计算得到相结构:包括无序相、Nematic相、双层Smetic-A相、单层Smetic-A相、单层Smetic-C相。此外,本文还研究了能量与周期的关系,参数对周期的影响;迭代步长对收敛速度的影响;Flory-Huggins作用力参数与共聚物单体分布的关系以及对场函数M(z),+(z),-(z)的分析等;最后又对相图进行简单的描述。通过数值实验得到了三种层状相相结构,并对他们收敛过程中的误差和能量进行画图说明;研究参数对周期的影响时,得到1),增大,周期减小;而增大,周期增大;对迭代步长与收敛速度进行分析,得到每种相结构的收敛速度和最大迭代步长都不相同,从表中可以看出Smetic-A相相结构收敛的相对较慢,最大迭代步长相对较小;最后得到的相图与刚柔两嵌段共聚物相图进行比较,发现它们有相似之处。
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