一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法技术

本发明专利技术涉及一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法，包括以下步骤：1)开始模拟并初始化催化剂晶体网格模型；2)将多相催化过程中的事件分为快事件和慢事件两类；3)遍历表面位点进行事件匹配，对慢事件列表创建相应的慢事件概率列表，并采用轮盘赌算法选择当前轮迭代的事件；4)对慢事件概率列表执行VSSM标准算法来进行体系推进模拟，包括选取事件以及反应位点、体系时间推进以及局部环境的重新匹配并更新事件列表；5)对快事件进行快速迁移物种的重分布，并更新表面构型；6)重复步骤4)直到达到最大迭代步数或者最大体系推进时间后进行数据后处理并终止。与现有技术相比，本发明专利技术具有实用广泛、快速推进、更具物理意义等优点。

An Accelerated Simulation Method for Overcoming Rapid Migration of Surface Species in Heterogeneous Catalysis

The invention relates to an accelerated simulation method for overcoming the rapid migration of surface species in heterogeneous catalysis, including the following steps: 1) starting to simulate and initialize the catalyst crystal grid model; 2) dividing the events in heterogeneous catalysis into two categories: fast events and slow events; 3) traversing the surface sites for event matching, creating corresponding slow event probability lists for the slow event lists, and adopting wheels. The gambling algorithm chooses the current iteration events; 4) carries out VSSM standard algorithm on the slow event probability list to carry on the system promotion simulation, including selecting events and reaction sites, system time advance and local environment re-matching and updating the event list; 5) carries on the fast event migration species redistribution, and updates the surface configuration; 6) repeats step 4) until reaching the maximum. After the iteration steps or the maximum system advance time, the data are processed and terminated. Compared with the prior art, the invention has the advantages of wide practicability, fast propulsion and more physical significance.

【技术实现步骤摘要】
一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法
本专利技术涉及统计学的数值模拟计算领域，尤其是涉及一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法。
技术介绍
动力学蒙特卡洛(kineticMonteCarlo)模拟在连接微观尺度第一性原理计算与宏观动力学现象中扮演了至关重要的角色，该方法目前已经被广泛而且成功的应用在了复杂表面多相催化的各种研究中。目前研究人员可以通过商业的量子化学软件计算出催化体系中各个可能的基元反应的热力学和动力学能量数据，基于此数据和动力学以及蒙特卡洛的方法可以使用计算机快速的模拟出该催化体系的各种宏观动力学性质，例如转化频率/反应速率，催化剂表面的物种中覆盖度以及表面构型等等。动力学蒙特卡洛是一种基于统计学的数值模拟计算方法，它本身是对分子动力学模拟的一种粗粒化近似，该方法把催化剂表面抽象成“态”从而构建马尔科夫链来模拟出催化体系随时间不断演化的过程。整个动力学蒙特卡洛模拟遵从MasterEquation公式，程序的具体实现有很多不同的算法其中在多相催化体系的模拟中VSSM算法是最常用的算法之一。在模拟中我们需要对表面发生的事件进行选取并执行，选取时我们通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1)开始模拟并初始化催化剂晶体网格模型；2)将多相催化过程中的事件分为快事件和慢事件两类；3)遍历表面位点进行事件匹配，对慢事件列表创建相应的慢事件概率列表，并采用轮盘赌算法选择当前轮迭代的事件；4)对慢事件概率列表执行VSSM标准算法来进行体系推进模拟，包括选取事件以及反应位点、体系时间推进以及局部环境的重新匹配并更新事件列表；5)对快事件进行快速迁移物种的重分布，并更新表面构型；6)重复步骤4)直到达到最大迭代步数或者最大体系推进时间后进行数据后处理并终止。

【技术特征摘要】
1.一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1)开始模拟并初始化催化剂晶体网格模型；2)将多相催化过程中的事件分为快事件和慢事件两类；3)遍历表面位点进行事件匹配，对慢事件列表创建相应的慢事件概率列表，并采用轮盘赌算法选择当前轮迭代的事件；4)对慢事件概率列表执行VSSM标准算法来进行体系推进模拟，包括选取事件以及反应位点、体系时间推进以及局部环境的重新匹配并更新事件列表；5)对快事件进行快速迁移物种的重分布，并更新表面构型；6)重复步骤4)直到达到最大迭代步数或者最大体系推进时间后进行数据后处理并终止。2.根据权利要求1所述的一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法，其特征在于，所述的步骤1)中，初始化催化剂晶体网格模型包括晶格抽象、表面物种构型初始化以及位点类型初始化。3.根据权利要求1所述的一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法，其特征在于，所述的步骤2)具体包括以下步骤：21)计算所有事件的反应速率；22)根据计算得到的反应速率将所有的事件分为快事件和慢事件两类；23)对应创建慢事件列表和快事件列表，所述的慢事件列表用以执行常规算法推进体系时间，所述的快事件列表用以进行快速物种的表面重分布处理。4.根据权利要求3所述的一种多相催化中克服表面物种快速迁移的加速模拟方法，其特征在于，所述的步骤21)中，反应速率r的计算式为：其中，Ga为过程发生所需的吉布斯自由能垒，kB为玻尔兹曼常数，h为普朗克常数，T为温度。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宵鸣，邵正将，胡培君，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31