計算物理学ー物性研究における新展開ー多体系・巨視系のダイナミックス

计算物理学 - 凝聚态研究的新进展 - 多体和宏观系统动力学

基本信息

批准号：
03247107
负责人：
米沢富美子
金额：
$ 47.62万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

マクロ、メゾ、ミクロと全く異なる大きさにわたる系のダイナミックスについては従来の解析的手法では歯が立たないことが多く、コンピュ-タ-・シミュレ-ションが威力を発揮するところである。本重点研究は、シミュレ-ションの利点をフルに生かして、物性のさまざまな側面を解析する。代表者(米沢富美子、慶應大)と7人の分担者が中心になって、つぎの3点に焦点を当てて研究を進めた。1.原子、分子などのミクロなレベルで、力学の原理に多って、粒子の運動をコンピュ-タ-の中で実現する(分子動力学法)。2.マクロな法則にしたがう式をもとに、シミュレ-ションを実行する。3.特別な性質をもつ物質に関するシミュレ-ションを効率良く行なうためのソフトウエアを開発する。具体的に本年度は、第一原理分子動力学シミュレ-ションによるアモルファス構造の研究(米沢)、複雑な流体の静力学および動力学(川崎恭治、九大)、マルチコンピュ-タ-および並列コンピュ-タ-における分子動力学法等のプログラム開発(河村雄行、北大)、非線型素子多体系のダイナミックス(蔵本由紀、京大)、流体中系中距離秩序動的相関の計算機実験(田中實、東北大)、濃厚なコロイド分散系のエレクトロレオロジ-効果の計算機実験(土井正男、名大)、分子動力学シミュレ-ションによる結晶構造相転移の研究(能勢修一、慶大)、ガラス・ガラス転移のダイナミックスの研究(樋渡保秋、金沢大)を行ない、いくつかの新しい結果を得ることができた。

当涉及到宏观、中观和微观等完全不同尺度的系统动力学时，传统的分析方法往往是无效的，而这正是计算机模拟显示其威力的地方。这项重点研究将充分利用模拟来分析物理特性的各个方面。一位代表（米泽富美子，庆应义塾大学）和七名合作者领导了这项研究，重点关注以下三点。 1、在原子、分子等微观层面，利用力学原理（分子动力学方法）在计算机中实现粒子的运动。 2. 根据遵循宏观规律的公式进行模拟。 3. 开发软件以有效地模拟具有特殊性质的物质。具体来说，今年的研究将集中于利用第一原理分子动力学模拟（米泽）、复杂流体的静力学和动力学（川崎恭二，九州大学）以及多计算机和并行计算等程序的开发来研究非晶结构。数据处理器中的分子动力学方法（Yuyuki Kawamura，北海道大学），非线性元件多体系统动力学（Yuki Kuramoto，京都大学），中程流体系统离散阶动态关联的计算机实验（Minami Tanaka，东北大学），稠密胶体分散系统中电流变效应的计算机实验（Masao Doi，名古屋大学），利用分子动力学模拟研究晶体结构相变（Shuichi Nose，庆应义塾大学）以及玻璃到玻璃转变的动力学（Yasuaki Hiwatari，金泽大学），并获得了一些新结果。