MATLAB聚合物共混自组装动力学仿真系统

资 源 简 介

基于MATLAB开发的聚合物共混体系自组装仿真系统，通过分子动力学原理模拟聚合物链相互作用与形态演化。可分析不同温度、浓度条件下的相分离行为，并实现相结构动态演变的可视化展示。

详 情 说 明

聚合物共混自组装过程动力学仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于粗粒化分子动力学与相场理论的聚合物共混体系自组装行为仿真软件。系统通过计算聚合物链间的相互作用，模拟在不同温度、浓度条件下相分离的动态演化过程，实现从分子参数到宏观相结构的跨尺度预测，为材料设计与优化提供理论工具。

功能特性

• 多物理场耦合模拟：结合分子动力学与相场方法，精确描述聚合物链运动与相界面演化
• 参数化条件设置：支持自定义链长、相互作用参数、温度梯度及浓度配比等关键变量
• 动态过程可视化：实时生成三维相结构演化动画，直观展示自组装路径
• 量化分析模块：自动计算有序参数、相区尺寸分布、界面曲率等形态特征指标
• 高性能并行计算：采用优化算法实现大规模粒子体系的高效模拟

使用方法

1. 参数配置：在配置文件中指定聚合物链参数（链长分布、刚度系数）、体系条件（温度、浓度）和模拟参数（时间步长、边界条件）
2. 初始构型设置：选择随机分布或预设相结构作为模拟起点
3. 运行模拟：执行主程序开始动力学计算，系统将实时显示相结构演变
4. 结果分析：模拟完成后可查看动态动画、定量数据曲线和拓扑特征统计报告

系统要求

• 操作系统：Linux/Windows 10及以上（推荐Linux用于并行计算）
• 计算环境：MATLAB R2021a或更高版本
• 内存需求：≥16GB RAM（体系规模大于50万粒子时建议32GB）
• 显卡支持：可选NVIDIA GPU（CUDA 11.0+）以加速可视化渲染

文件说明

主程序文件整合了系统的核心仿真流程，具体实现了以下功能：读取用户输入的聚合物分子参数与模拟条件，初始化粒子空间分布；通过迭代求解分子动力学方程，计算聚合物链的运动轨迹与相互作用；耦合相场方程模拟相界面演化过程；实时输出三维结构数据并生成动态可视化结果；同步计算有序参数等量化指标，最终生成包含形态特征与热力学数据的分析报告。