刘 睿, 陈 曦

聚合反应过程中的蒙特卡洛方法

刘 睿, 陈 曦

(浙江大学 工业控制技术国家重点实验室, 控制科学与工程学院, 浙江 杭州 310027)

蒙特卡洛(Monte Carlo)方法是一种统计性方法，以概率模型为基础，通过多次模拟实验推定未知特性量。将蒙特卡洛方法应用于聚合反应过程，可以完整地得到聚合物的微观结构信息，且建模简单，适用于复杂聚合反应机制的模拟，对产品性能优化、产率提升等有帮助作用。然而，蒙特卡洛方法在聚合反应过程的模拟以及聚合物微观信息的预测中计算速度慢，计算效率较低，因此，模拟的加速技术对提升该方法的有效性和实用性具有重要作用。今基于国内外已有研究成果和课题组的前期工作，对蒙特卡洛方法在聚合反应中的应用进行了详细阐述，并围绕聚合物微观质量指标预测进行了蒙特卡洛模拟加速算法的讨论。

蒙特卡洛方法；聚合反应过程；微观质量指标；模拟加速

1 前 言

高分子材料是现代工业和高新技术的重要基石，已成为国民经济的重要基础性产业和国家战略性新型产业[1-2]。我国高分子材料的生产主要以低端材料为主，同发达国家相比，在高端材料的研发上仍有一定距离[3]。加强产品质量控制，实现技术独立自主是突破高端装备制造和战略新兴产业发展瓶颈的关键。

在体现高分子材料性能及质量差异的诸多因素中，微观质量指标具有关键作用——直接决定了聚合物产品的最终用途和特性[4-6]。……