Monte Carlo simulation of phase equilibria in Ising fluids and their mixtures

• Published in: Condensed Matter Physics
• Date: 2003
• Main Authors: Fenz, W., Folk, R.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2003
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120766
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Monte Carlo simulation of phase
 equilibria in Ising fluids and their
 mixtures / W. Fenz, R. Folk // Condensed Matter Physics. — 2003. — Т. 6, № 4(36). — С. 675-686. — Бібліогр.: 33 назв. — англ.

The mean field theory for the pure Ising fluid was recently extended to binary
 mixtures of an Ising and a van der Waals fluid. Depending on the relative
 interaction strengths, their three dimensional phase diagrams show lines of
 tricritical consolute and plait points, lines of critical end points and magnetic
 consolute point lines. Our current efforts are to compare these mean field
 results with different Monte Carlo simulation techniques, investigating both
 first order (liquid-vapor and demixing) and second order (paramagneticferromagnetic)
 phase transitions. We show the resulting ρ, T phase diagrams
 of the pure Ising fluid for different magnetic interaction strengths
 R and constant pressure cross-sections of the x, T, p phase diagrams
 of Ising mixtures for different relative interaction strengths. The methods
 we have used include Gibbs Ensemble MC, Multihistogram Reweighting,
 Hyper-parallel Tempering, the cumulant intersection method and the newly
 developed Density of States MC technique. Область застосування теорії середнього поля для чистого ізинґівського плину нещодавно поширилась на бінарні суміші ізинґівських
 і ван-дер-вальсівських плинів. Залежно від сил відносної взаємодії,
 їхня тривимірна фазова діаграма демонструє такі лінії: трикритичних точок розчинення і критичних точок рідина-пара, критичних кінцевих точок та точок розшарування у феромагнітній фазі. У даній роботі ми порівнюємо результати, отримані в наближенні середнього
 поля, з моделюванням різними методами Монте-Карло, досліджуючи фазові переходи і першого (рідина-пара або розшарування), і
 другого (парамагнетик-феромагнетик) роду. Нами побудовано результуючі фазові діаграми ρ, T для чистого ізинґівського плину при
 різних силах магнітної взаємодії R та перерізи фазових діаграм
 x, T, p при сталому тиску для ізинґівських сумішей при різних силах
 відносної взаємодії. Серед використаних нами методів є МК для ансамблю Гіббса, мультигістограмний перерозподіл, гіперпаралельне
 згладжування, метод кумулянтних перерізів і недавно створений метод МК для густини станів.