A catalytic microkinetic analysis software

CATKINAS是一个用于构建、求解微动力学模拟与自动化分析的程序。允许您在短时间内进行大量基元反应步骤的复杂微观动力学模拟,可以同时包含不同反应条件下多维度的模拟、分析及其结果的可视化。CATKINAS是基于MATLAB语言自2014年开始逐步编写、发展和完善的,其稳态方程求解的核心是基于高精度符号计算引擎Mupad,因此速度更快。在单个输入文件的基础上,您可以对任何感兴趣的反应进行详细的微观动力学研究。除了这些模拟之外,还发展和集成了各种分析和可视化工具。例如,可以进行速率敏感度分析来确定速率控制步骤等。所有这些功能都可以在一个简单的输入文件的基础上进行控制。

CATKINAS程序架构及其功能示意图

1.1 CATKINAS的特色

1 根据基元反应自动构建反应可逆度表达式、覆盖度表达式、微动力学方程和稳态方程等。

2 采用时间积分法、机器学习、粒子群优化算法等自动结合高精度的基于可逆度迭代的改进牛顿法进行求解,具有高精度、稳定性和效率。

3 包含位点守恒判断、热力学守恒校验、热力学校正、能垒处理选择和限制等功能。

4 支持单条件、多条件下活性的二维曲线及三维曲面模拟,其中条件可以包括催化剂(基于能量描述符)、反应温度、压力/浓度、反应空速等。

5 模拟结果自动分析及可视化,包括反应速率、覆盖度、可逆度、敏感度、反应级数、主路径分析及其反应势能图和流程图等。

6 根据部分计算的结果,利用机器学习预测全部计算结果,在计算的过程中可以提前洞悉活性轮廓及规律。

7 支持并行计算,支持本机、工作站、集群和超算服务器的计算。