Monte Carlo molekylär modellering
Monte Carlo molekylär modellering är tillämpningen av Monte Carlo metoder på molekylära problem. Dessa problem kan också modelleras med metoden molekylär dynamik . Skillnaden är att detta tillvägagångssätt förlitar sig på statistisk jämviktsmekanik snarare än molekylär dynamik. Istället för att försöka reproducera dynamiken i ett system, genererar det tillstånd enligt lämplig Boltzmann-fördelning . Således är det tillämpningen av Metropolis Monte Carlo-simuleringen på molekylära system. Det är därför också en viss delmängd av den mer allmänna Monte Carlo - metoden inom statistisk fysik .
Den använder en Markov-kedjeprocedur för att bestämma ett nytt tillstånd för ett system från ett tidigare. Enligt dess stokastiska karaktär accepteras detta nya tillstånd slumpmässigt. Varje försök räknas vanligtvis som ett drag . Undvikandet av dynamik begränsar metoden till studier av endast statiska storheter, men friheten att välja rörelser gör metoden mycket flexibel. Dessa drag måste bara uppfylla ett grundläggande villkor för balans för att jämvikten ska beskrivas korrekt, men detaljerad balans , ett starkare villkor, ställs vanligtvis när man designar nya algoritmer. En ytterligare fördel är att vissa system, såsom Ising-modellen , saknar en dynamisk beskrivning och endast definieras av ett energirecept; för dessa är Monte Carlo-metoden den enda möjliga.
Den stora framgången för denna metod inom statistisk mekanik har lett till olika generaliseringar såsom metoden för simulerad glödgning för optimering, där en fiktiv temperatur introduceras och sedan gradvis sänks.
En rad programvarupaket har utvecklats specifikt för användning av Metropolis Monte Carlo-metoden på molekylära simuleringar. Dessa inkluderar:
- CHEF
- CP2K
- MCPro
- Fader
- ProtoMS
- Faunus
Se även
- Quantum Monte Carlo
- Monte Carlo metod i statistisk fysik
- Lista över programvara för Monte Carlo molekylär modellering
- Programvara för molekylär mekanik modellering
- Obligationsfluktuationsmodell
externa länkar
- Allen, MP & Tildesley, DJ (1987). Datorsimulering av vätskor . Oxford University Press. ISBN 0-19-855645-4 .
- Frenkel, D. & Smit, B. (2001). Förstå molekylär simulering . Akademisk press. ISBN 0-12-267351-4 .
- Binder, K. & Heermann, DW (2002). Monte Carlo-simulering i statistisk fysik. En introduktion (4:e upplagan) . Springer. ISBN 3-540-43221-3 .