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J-GLOBAL ID：201702252664924735   整理番号：17A0899187

高分子動力学に関するBrown動力学シミュレーションにおける流体力学的相互作用に対する反復法

An iterative method for hydrodynamic interactions in Brownian dynamics simulations of polymer dynamics

著者 (3件)： Miao Linling (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801, USA) ,  Young Charles D. (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801, USA) ,  Sing Charles E. (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801, USA)
資料名： Journal of Chemical Physics  (Journal of Chemical Physics)
巻： 147  号： 2  ページ： 024904-024904-10  発行年： 2017年07月14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： Brown動力学(BD)シミュレーションは,平衡内および外における高分子の動力学を理解する上での標準的なツールである。希釈高分子溶液のレオロジー測定,および蛍光標識DNAの直接可視観測に定量的な比較ができる。BDでの主な計算チャレンジは,流体力学的相互作用(HI)に関する高価な計算であり,これは物理的に現実的な動力学を捉えるために必要である。すべての時間ステップをCholesky分解を介して実行する完全HI計算は,高分子の長さとO(N³)でスケールする。これは計算を,シミュレートする粒子の数を数百に限定する。文献にある多くの近似は,このスケーリングをO(N² - N^2.25)に低下させ,明示的な溶媒法ではO(N)でスケールする;しかしながら,両方とも時間ステップ当たり著しく一定の計算コストを被る。この進展にもかかわらず,流体力学的相互作用を計算する新しいあるいは代替的な方法に対する必要性が残っており;大きな高分子鎖あるいは半希釈高分子溶液は計算的に高価なままである。本論文では,近似的な流体力学的相互作用を計算するための代替的な方法を紹介した。この方法は,シミュレーションにわたって平均化される流体力学的マトリックスとシミュレーションを走らせるのに用いる流体力学的行列の間の一貫性を確立する反復スキームに基づいている。標準的なBDシミュレーションと高分子理論の結果との比較によって,本法が数回だけの繰返し後に,平衡および定常状態動力学の両方を定量的に捉えることを例示した。平均化流体力学的行列の使用により,計算上高価なBrownノイズ計算をまれに実行するようにでき,それによってこれはもはやシミュレーション計算のボトルネックではなくなった。環状高分子におけるこの立体配座平均化アプローチの限界も調べた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *動力学 ,  *流体力学的相互作用 ,  *逐次近似 ,  高分子溶液 ,  レオロジー ,  数値解法 ,  原価
準シソーラス用語： *Brown動力学 ,  *反復法 ,  高分子レオロジー ,  Cholesky分解 ,  計算コスト

分類 (3件)： 高分子の立体構造  (CG02031G) ,  流体動力学一般  (BC02010G) ,  数値計算  (JE02000J)

タイトルに関連する用語 (5件)： 分子動力学 ,  Brown動力学 ,  シミュレーション ,  流体力学的相互作用 ,  反復法