Frontiers of Coarse-graining
粗粒度的前沿
基本信息
- 批准号:1465248
- 负责人:
- 金额:$ 70万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-05-01 至 2021-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Gregory Voth of the University of Chicago is supported by an award from the Theory, Models and Computational Methods program of the Chemistry Division for research to develop computer simulation methods for a number of highly complex systems, including living systems and a variety of artificial materials. Although the basic atomic and molecular structure of these systems is understood in a general way, it is not clear how to create accurate computer simulations of them that capture all the relevant details in a fast enough calculation to be practical. The investigators are extending their research that has already proved highly successful in developing computer simulations of a number of systems. Applications include, for example, an unraveling of the details of viral infection, the development of new materials inspired by biology, and the use of biomass and carbon sequestration to help protect the environment. The work is, thus, having an impact on the progress of science by influencing our basic understanding of the molecular structure and function of a wide array of systems. It is having a further broad impact on the training of the next generation of scientists and on broadening participation in science through the involvement in the research of students from underrepresented minority groups in Chicago.The investigators are focusing on the development and application of systematic multiscale theory and computer simulation methods. The methods being developed in this research fall in the realm of coarse-graining techniques in which conceptual advances drawn from statistical mechanics, quantum mechanics and condensed phase dynamics are combined. The objective of these new multiscale theories and simulation methods is to connect molecular behavior with phenomena occurring at significantly larger length and time scales in complex systems. The mathematical basis for this work is the statistical mechanical implementation of force-matching and related variational approaches, as well as nonequilibrium statistical mechanics and quantum mechanics. Various connected resolutions of the theoretical framework are being considered, including highly (ultra) coarse-grained, quasi-molecular coarse-grained and quantum mechanically coarse-grained scales.
芝加哥大学的格雷戈里·沃斯 (Gregory Voth) 获得了化学系理论、模型和计算方法项目的奖项,以表彰他为许多高度复杂的系统(包括生命系统和各种人造材料)开发计算机模拟方法的研究。尽管人们以一般方式了解这些系统的基本原子和分子结构,但尚不清楚如何创建它们的精确计算机模拟,以足够快的计算捕获所有相关细节以实现实用。研究人员正在扩展他们的研究,这些研究已经证明在开发许多系统的计算机模拟方面非常成功。例如,应用包括揭示病毒感染的细节、受生物学启发的新材料的开发以及利用生物质和碳封存来帮助保护环境。因此,这项工作通过影响我们对各种系统的分子结构和功能的基本理解,对科学进步产生影响。它对下一代科学家的培训以及通过参与芝加哥代表性不足的少数群体学生的研究而扩大对科学的参与产生了更广泛的影响。研究人员正在重点关注系统多尺度理论的发展和应用和计算机模拟方法。本研究中开发的方法属于粗粒度技术领域,其中结合了统计力学、量子力学和凝聚相动力学的概念进展。这些新的多尺度理论和模拟方法的目标是将分子行为与复杂系统中在更大的长度和时间尺度上发生的现象联系起来。这项工作的数学基础是力匹配和相关变分方法的统计机械实现,以及非平衡统计力学和量子力学。正在考虑理论框架的各种相关分辨率,包括高(超)粗粒、准分子粗粒和量子力学粗粒尺度。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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