ナノデバイス解析のための粗視化粒子; 分子動力学ハイブリッドシミュレーション法

Hybrid coarse-grained-particle/molecular-dynamics simulation method for nano-device analyses

五十嵐 誉廣  ; 尾形 修司*

Igarashi, Takahiro; Ogata, Shuji*

大規模系に対する解析手法として、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法の開発を行った。粗視化粒子法では、原子の情報を統計平均を取ることで粗視化点にくりこみ粗視化点の剛性マトリクスを得る。粗視化粒子法の変換には近似が含まれておらず第一原理的に剛性マトリクスを得ることができるので、他の粗視化法と比較して精度が良いという特徴を持つ。本研究ではオリジナルの粗視化粒子法に含まれる計算コスト,系の平行移動,系の回転の問題を解決し、応用性を高めた修正粗視化粒子法の開発を行い、計算精度の検証を行った。次に修正粗視化粒子法と古典分子動力学法を接続した粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法の開発を行った。接続にはbuffered-cluster法を用い、粗視化比率の変化部位については修正粗視化粒子法を各領域について適用する手法を採用した。最後に、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法を用いた応用例として、アルゴン薄板系の弾性波伝播解析と鉄系の構造解析を行った。本研究で得られたこれらの結果と古典分子動力学法の結果を比較検討し、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法の有用性を議論する。

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