对于粗粒度分子动力学的压力一致的代博尔兹曼倒置
Zheng Yu1, Ryan J Szukalo1, Quinn M Gallagher2
1Department of Chemistry, Princeton University, Princeton, New Jersey 08544, United States.
新的粗粒化方法,代范围转换 (iRT) 和代线性校正 (iLC) 提高了分子模拟中的压力精度. 这些方法提高了热力学一致性,以更好地进行粗粒度模型开发.
科学领域:
- 计算化学是一种计算化学.
- 材料科学是一种材料科学.
- 统计力学就是统计力学.
背景情况:
- 底部向上粗粒化 (CG) 有效地模拟复杂的分子系统.
- 由于热力学可表示性问题,现有的方法往往高估了压力,限制了NPT组合模拟.
- 精确的压力计算对于CG模型中的热力学一致性至关重要.
研究的目的:
- 开发和分析代博尔兹曼逆转 (IBI) 的新型扩展,以改进CG模型中的压力计算.
- 引入代范围转换 (iRT) 和代线性校正 (iLC) 作为CG潜力优化过程中压力校正的方法.
- 评估iRT和iLC在各种分子系统和CG分辨率上的性能和可转移性.
主要方法:
- 开发了代博尔兹曼逆转 (IBI) 的简单扩展,包括压力校正.
- 实施了代范围转换 (iRT) 和代线性校正 (iLC) 方法.
- 通过使用结构特征,辐射分布函数,密度和在不同CG分辨率的聚合物和分子液体中等热压缩性来评估CG模型性能.
主要成果:
- 无论是iRT还是iLC,都保持了结构保真性,同时提高了热力学一致性.
- 开发的CG模型准确地复制了辐射分布函数,密度和密度波动.
- 与标准方法相比,iRT表现出更高的稳定性和更快的趋同.
- 同热压缩性显示了依赖分辨率的趋势,偏离了在关键CG分辨率以下的原子行为.
- 发现压力可转移性取决于分辨率,而温度可转移性在很大程度上独立于分辨率.
结论:
- iRT和iLC是构建具有一致热力学行为的CG模型的实用和可转移的方法.
- 这些方法通过将压力校正直接整合到潜在的优化中,比传统方法提供了显著的改进.
- 该研究提供了关于CG模型忠实性的分辨率依赖性限制的有价值的见解.
更多相关视频
12:11Computation of Atmospheric Concentrations of Molecular Clusters from ab initio Thermochemistry
Published on: April 8, 2020
10:52Multiscale Sampling of a Heterogeneous Water/Metal Catalyst Interface using Density Functional Theory and Force-Field Molecular Dynamics
Published on: April 12, 2019
相关概念视频
Maxwell-Boltzmann Distribution: Problem Solving
This distribution function f(v) is defined by saying that the expected number N (v1,v2) of particles with speeds between v1 and v2 is given by
Equilibrium Conditions for a Particle
To understand the concept of equilibrium, let us first consider the forces acting on an object. When different forces act on an object, they can...
Distribution of Molecular Speeds
Real Gases: Effects of Intermolecular Forces and Molecular Volume Deriving Van der Waals Equation
Thermodynamic Potentials
Molecular Comparison of Gases, Liquids, and Solids
