آموزش دینامیک مولکولی

آموزش دینامیک مولکولی

دینامیک مولکولی روش شناخته شده برای شبیه سازی سیستم های پیچیده متشکل از اجزای زیاد می باشد. اساس کار دینامیک مولکولی انتگرال گیری عددی از معادلات حرکت نیوتن برای تک تک ذرات موجود در سیستم می باشد. این روش برای اولین بار در سال ۱۹۵۷ توسط آلدر (Alder) و واینرایت (Wainwright) برمبنای مدل کره سخت به کار گرفته شد. دینامیک مولکولی یک واسطه بین تجربیات آزمایشگاهی و نظریه ایجاد می کند و به عنوان یک آزمایش مجازی در نظر گرفته می شود. یک نمونه شبیه سازی دینامیک مولکولی شامل ۳ مرحله زیر است:

  1. دریافت پیکربندی اولیه ذرات که عبارت است از مختصات اولیه ذرات و سرعت های آغازین و خواص فیزیکی مثل جرم و سایز و نوع ذره.
  2. محاسبه لیست همسایه ها. این لیست برای هر ذره در سیستم تشکیل می شود و شامل همه ذراتی می باشند که در برد نیروی ذره مورد نظر قرار می گیرند. به این ترتیب محاسبات از به دست آوردن اندرکنش بین یک ذره در سیستم و با کل ذرات سیستم به محاسبه اندرکنش ذره با ذراتی که در لیست همسایگی قرار می گیرند تقلیل می یابد. این لیست هرچند گام زمانی از نو ساخته می شود.
  3. محاسبه نیروی وارد به هر ذره از روی پیکربندی و شرایط اولیه و محاسبه شتاب هر ذره به دست آوردن سرعت و مکان جدید هر ذره با استفاده از یکی از روش ها انتگرال گیری محاسبه مشاهده پذیرها و کمیت های مطلوب و تکرار مراحل ۱ تا ۳ به تعداد بازه های زمانی مورد نظر. بسته ها نرم افزاری متعددی برای اجرای مراحل دینامبک مولکولی وجود دارند.

در این تدریس اصول اولیه دینامیک مولکولی معرفی می شود و در تدریس بعدی استفاده از نرم افزارهای متن باز برای شبیه سازی سیستم ها بر اساس این تدریس ارائه خواهد شد.

 

 

برای مشاهده جزئیات و تهیه آموزش دینامیک مولکولی به این لینک (+) مراجعه نمایید.

 

فهرست سرفصل ها و رئوس مطالب مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده است:

  • درس یکم: اصول اولیه دینامیک مولکولی
  • درس دوم: توابع انرژی پتانسیل
    • مدل های برهم کنش
    • پتانسیل های جفت
    • برهم کنش کولم بیک
    • برهم کنش های بین مولکولی
  • درس سوم: الگوریتم های انتگرال گیری
    • قوانین کلی
    • انتگرال گیرهای رایج
    • خطاها
    • الگوریتم و رله
    • الگوریتم ترمیم پیش بینی
    • انتخاب گام زمانی
  • درس چهارم: کنترل های دمایی
    • دستگاه های ماکروسکوپی
    • مدل سیستم اتمی 
    • دینامیک لانژون
    • الگوریتم نوز هوور
  • درس پنجم: شرایط مرزی
    • شرایط مرزی ثابت
    • شرایط مرزی متغیر
    • شرایط مرزی دوره ای 
  • درس ششم: لیست همسایه ها
    • صرفه جویی در زمان پردازش
    • لیست همسایه ها
    • لیست سلول ها
    • مقایسه روش ها
  • درس هفتم: مقدار دهی اولیه و متعادل سازی سیستم
    • مقداردهی اولیه مکان و سرعت
    • مقداردهی اولیه روی شبکه
    • متعادل سازی سیستم
  • درس هشتم: استخراج خواص ایستا
    • خواص ترمودینامیکی
    • توابع ساده از هامیلتونی
    • خواص آنتروپی
    • ساختار استاتیک
  • درس نهم: استخراج خواص دینامیک
    • توابع همبستگی زمان
    • تابع خود همبستگی سرعت
    • تابع خود همبستگی استرس
    • ضرایب ترابری
    • ویسکوزیته 
    • پخش
  • درس دهم: معرفی نرم افزارهای متن باز دینامیک مولکولی
    • محیط لینوکس
    • لمپس
    • لایتس

 

 

برای مشاهده جزئیات و تهیه آموزش دینامیک مولکولی به این لینک (+) مراجعه نمایید.

 

مفید برای رشته های

  • فیزیک شیمی مکانیک

 

پیش نیازهای علمی

  • فیزیک و ریاضی پایه

 

0 پاسخ

ارسال یک پاسخ

در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *