粗子化分子動力学シミュレーションによる相変化ダイナミクス

使用粗化分子动力学模拟的相变动力学

基本信息

批准号：
17760172
负责人：
泰岡顕治
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

17年度,18年度に引き続き液晶の粗子化分子動力学シミュレーションおよび原始レベルでの分子動力学シミュレーションを行った.粗子化分子動力学シミュレーションについては,平板間に挟まれた液晶の振る舞い,拡散係数などについてシステムサイズ依存性について大規模計算を行った.また,粗子化シミュレーションとの対応を見るために,昨年度からの続きで原始レベルでの分子動力学シミュレーションを行った.特に今年度は,5CBを用いて,当方相と液晶相の間の相転移現象について計算を行った.既存の研究では,分子数が少なく,また長時間シミュレーションが行われていなかったため,粗子化シミュレーションとの比較も難しかった.本研究では,分子動力学専用計算機MDGPAPE-3を用い,500分子程度の系において, 0. lMPaにおける様々な温度で,約100nsほどのシミュレーションを行い,相転移現象を計算した.計算に汎用機を用いた場合には数十年かかることが予想されるが,本研究ではMDGRAPE-3を用いることで1年弱で計算を行うことができた.分子モデルとしてOPLS-UAモデルを用いたが,計算系を大きくし,計算時間を長く取ったことで,周期境界条件の影響が少なくなり,相転移の際のヒステリシスが小さくなったことで,転移点をより正確に見積もることが可能となった.転移点は実験結果より3%ほど小さくなった.また粗子化シミュレーションで得られた値とほぼ一致した.

继续2017年和2018年，我们进行了液晶的粗化分子动力学模拟和原始水平的分子动力学模拟。对于粗化分子动力学模拟，我们研究了夹在平板之间的液晶的行为和扩散，我们进行了大规模计算。另外，为了看到与粗粒度模拟的对应关系，我们从去年开始，进行了原始的特别是，今年我们使用5CB来计算液晶相和液晶相之间的相变现象，由于没有进行时间模拟，因此与粗糙化模拟的比较也很困难。在这项研究中，我们使用了专用计算机。分子动力学，MDGPAPE-3， 0。我们在1MPa的不同温度下进行了约100 ns的模拟，并计算了相变现象。如果使用通用机器进行计算，预计需要几十年的时间，但在本研究中，我们使用MDGRAPE-3使用OPLS-UA模型作为分子模型，我们能够在不到一年的时间内完成计算。然而，通过增加计算系统的规模并采取更长的计算时间，可以减少周期性边界条件的影响，并减少相变过程中的滞后现象，从而可以更准确地估计转变点。比实验结果小约3%，与粗化模拟得到的值几乎相符。