Berendsen termostat

Berendsen -termostaten är en algoritm för att skala om partiklarnas hastigheter i molekylära dynamiksimuleringar för att kontrollera simuleringstemperaturen.

Grundläggande beskrivning

I detta schema är systemet svagt kopplat till ett värmebad med viss temperatur. Termostaten undertrycker fluktuationer i systemets kinetiska energi och kan därför inte producera banor som överensstämmer med den kanoniska ensemblen . Systemets temperatur korrigeras så att avvikelsen exponentiellt avtar med en viss tidskonstant $\tau$ .

${\frac {dT}{dt}}={\frac {T_{0}-T}{\tau }}$

Även om termostaten inte genererar en korrekt kanonisk ensemble (särskilt för små system), för stora system i storleksordningen hundratals eller tusentals atomer/molekyler, ger approximationen ungefär korrekta resultat för de flesta beräknade egenskaper. Systemet används flitigt på grund av effektiviteten med vilken det slappnar av ett system till en viss måltemperatur (badtemperatur). I många fall är system initialt utjämnade med hjälp av Berendsen-schemat, medan egenskaper beräknas med den allmänt kända Nosé-Hoover-termostaten, som korrekt genererar banor som överensstämmer med en kanonisk ensemble. Emellertid kan Berendsen-termostaten resultera i den flygande iskubeffekten , en artefakt som kan elimineras genom att använda den mer rigorösa Bussi-Donadio-Parrinello-termostaten; av denna anledning har det rekommenderats att användningen av Berendsen-termostaten avbryts i nästan alla fall förutom för replikering av tidigare studier.

Se även

• Molekylär mekanik
• Programvara för modellering av molekylär mekanik