單母體遺傳算法優(yōu)化水分子團簇結(jié)構(gòu).pdf

1、Y分類—— 密級——鬲地軒j i 厶史謦碩士學位論文單母體遺傳算法優(yōu)化水分子團簇結(jié)構(gòu)+張素玲指導教師： 睦塞萱越擐專業(yè)名稱： 厘王皇垃王物堡研究方向：鹽王縫盥皇盎鱟論文答辯日期：2 Q Q ! 堡§目 學位授予時間：』盟L 生—且一答辯委員會主席：評 閱 人：二o o 七年五月西北師范大學碩士畢業(yè)論文A b s t r a c tC l u s t e r sh a v ea t t r a c t e d i n t e n

2、 s i v ea t t e n t i o nb e c a u s e o f t h ef u n d a m e n t a I r e s e a r c ha n dp o t e n t i a lt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o n ．O n eo f t h em o s ti m p o r t a n tt h i n g si nc l u s t e rs c i

3、e n c ei s t o d e t e r m i n e t h e g r o u n d s t a t e s t m c t u r e o ft h e c l u s t e nT h eg e n e r a l t h e o r e t i c a lm e t h o d sa r ei n c l u d e dt h r e ek i n d s ：e m p i r i c a l ，s e m i —

4、e m p i r i c a lm e t h o da n da bi n i t i oc a l c u l a t i o n o rf i r s t - p r i n c i p l e s ．B yu s i n g s i n g l e - p a r e n tg e n e t i c a l g o r i t h ma n da g e n e t i ca l g o r i t h m ，w ei n

5、v e s t i g a t et h es t a b l ei s o m e ro f ( H 2 0 k c l u s t e r sa n d ( M g o k d u s t e r s ．B e s i d e s ，s o m e ‘m a g i cn u m b e r ’t h a t t h e y a r e c h o s ef r o mc a l c u l a t i o n o fg e n e

6、 t i ca l g o r i t h m a r ef u r t h e r o p t i m i z e d o n t h e M P 2 ／6 - 3 1 G l e v e l ．A s i n g l e —p a r e n tg e n e t i c a l g o r i t h m ( S P G A ) i s d e v e l o p e d f r o m t h e t r a d i t i o

7、 n a lg e n e t i ca l g o r i t h m t oo p t i m i z e m o l e c u l a r c l u s t e r s t r u c t u r e s ．T w om u t a t i o n o p e r a t o r s a r eu s e d t os e a r c h f o rt h e g l o b a lm i n i m u m O i l t

8、h ep o t e n t i a l s u r f a c e ．T h e f ' w s tm u t a t i o n o p e r a t o ri st h a t ．s o m em o l e c u l a rf r e e d o m so f c l u s t e r sa r em o v e d r a n d o m l yw i t hs m a l ls t e p s ．T h cs

9、e c o n d o n e i st h a tc l u s t e ri sr o t a t e da n y a n g l ea b o u ta n ya x i s ，a n d i sc u tt h r o u g h t h ec e n t e ro f m a S so nX Y p l a n e ．F o l l o w i n g , t h et o p p a r to f c l u s t e

10、ri sr o t a t e db yr a n d o ma n g l ea b o u tZ a x i s , a n di sc o n n e c t e d i t t o t h eb o t t o mp a r to ft h e o t h e r ．W es t u d y t h ec o n n e c t i o nb e t w e e n r e a l - v a l u e d C a r t e

11、 s i a nv a r i a b l e s a n d m o l e c u l a rf r e e d o m s , w h i c hi sf e a s i b l ef o ro p t i m i z i n ga n y m o l e c u l a r c l u s t e LC o m b i n e dw i t ht h eT I P 3 P p o t e n t i a le n e r g y

12、 , t h es t r u c t u r e so f w a t e r c l u s t e r s ∞吼( n s l 4 ) a r e s t u d i e du s i n gS P G A ．T h e c a l c u l a t i o ns h o w s t h a t t h ep l a n a rs t r u c t u r e sa r et h el o w e s te n e r g y

13、i s o m e r sf o r ( H 2 0 ) n ( n s 5 ) c l u s t e r s ．( 8 2 0 ) 6i s o p e n —b o o ks t r u c t u r e ．餌2 0 ) 8 i s a c u b e w i t h D z a s y m m e t r y ．D o u b l e - p e n t a g o n a l - c y c l i c a n dd o u

14、 b l e —h e x a g o n a l - c y c l i ca r e l o w e s t e n e r g y s t r u c t u r e s f o r ( H 2 0 ) 1 0 a n d ( 8 2 0 ) 1 2 ．A c c o r d i n g t ot h e s e c o n d a r y d i f f e r e n c e so f e n e r g y , n - -

15、4 , 8 ，1 0 , 1 2i ss p e c i a l l y s t a b l e ．T h es t a b l e s t r u c t u r e s o fn e u t r a l ( M g O ) nc l u s t e r s 伽= 2 - 2 0 ) a r ei n v e s t i g a t e d u s i n gg e n e t i ca l g o r i t h m b a s e

16、 do nB u c k i n g h a me m p i r i c a lp o t e n t i a l ．( M g O kc l u s t e r s a r em a d eu p o f q u a d r s n g u l a r - r i n ga n d h e x a g o n a l —r i n g e x c e p t ( M g O ) s 、( M g O ) 1 3 、( M g O )

17、 1 7 、( M g O h 0 w h i c h a r e c o m p o s e d o f o c t a g o n a l - r i n D A c c o r d i n g t o t h e s e c o n d a r yd i f f e r e n c e so fe n e r g y , n = 3 ，6 ，9 ，1 2 ，1 5 ，1 8 i s ‘m a g i cn u m b e r ’o

18、 f ( M g O m c l u s t e r s ．W eo p t i m i z e t h e s t a b l e s t r u c t u r e s o f ( M g O ) 3 ，( M g O ga n d ( M g O ) 9 c l u s t e r o n t h eM P 2 ／6 ·3 1 Gl e v e li no r d e r t oe n s u r ef u r t h