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J-GLOBAL ID：201702291951584571   整理番号：17A0132910

分子システムにおけるMori-Zwanzig定式から導いた非Markov粗粒相互作用の計算: 高分子メルトへの応用

Computing the non-Markovian coarse-grained interactions derived from the Mori-Zwanzig formalism in molecular systems: Application to polymer melts

著者 (4件)： Li Zhen (Division of Applied Mathematics, Brown University, Providence, Rhode Island 02912, USA) ,  Lee Hee Sun (Department of Mechanical Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, USA) ,  Darve Eric (Department of Mechanical Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, USA) ,  Karniadakis George Em (Division of Applied Mathematics, Brown University, Providence, Rhode Island 02912, USA)
資料名： Journal of Chemical Physics  (Journal of Chemical Physics)
巻： 146  号： 1  ページ： 014104-014104-13  発行年： 2017年01月07日 
JST資料番号： C0275A  ISSN： 0021-9606  CODEN： JCPSA6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： メモリ効果は,複雑な動的システムの粗粒化の過程でしばしば導入される。特に,粗粒化(CG)システムに対する一般化Langevin方程式(GLE)は,Mori-Zwanzig定式の関連で生じる。対ごとの分解に対して,GLEはその対ごとのバージョン,すなわち,非Markov散逸粒子動力学(DPD)に再定式化できる。GLEは単一の粗粒子の動力学をモデル化するが,DPDは多くの相互作用しているCG粒子の動力学を考える。そこでは,両方が非Markov相互作用で支配されている。GLEおよびDPDシステムにおける非Markov相互作用の実際的な実装に対する2つの異なる方法を比較した。より正確には,非Markov項の直接計算をLE-NMおよびDPD-NMモデルで実行した。これは,計算の複雑性を著しく増大させる歴史的情報の貯蔵を必要とする。代替として,LE-AUXおよびDPD-AUXモデルにおける少数の補助変数を用いて,非Markov動力学を高次元でのMarkov動力学で置き換え,メモリフットプリントと計算コストを大幅に減少させた。著者らの数値ベンチマークで,GLEと非Markov DPDモデルは,星状高分子メルトに関する分子動力学(MD)シミュレーションから構築される。その結果,補助変数をもつMarkov動力学は,扱いやすい計算コストは維持しながら,参照MDシステムと一致する等価な非Markov動力学を成功裏に生成することを示した。また,MDシステムに見られる星状高分子の過渡サブ拡散が粗粒モデルで再現できた。非相互作用粒子モデルであるLE-NM/AUXは,相互作用粒子モデルDPD-NM/AUXより計算的にはるかに安価である。しかしながら,運動量保存のある対ごとのモデルは,速度自己相関関数における代数的減衰で特徴づけられる長時間流体力学を正しく再現するのにより適切である。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *非Markov過程 ,  *融解高分子 ,  *記憶効果 ,  Langevin方程式 ,  動力学 ,  計算機シミュレーション ,  自己相関関数
準シソーラス用語： *高分子メルト ,  *メモリ効果 ,  粗粒化 ,  散逸粒子動力学 ,  計算コスト ,  分子動力学シミュレーション ,  運動量保存

分類 (2件)： 数値計算  (JE02000J) ,  高分子固体の構造と形態学  (CG02022M)

タイトルに関連する用語 (7件)： 分子システム ,  定式 ,  粗粒 ,  相互作用 ,  計算 ,  高分子メルト ,  応用