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志賀 基之; Thomsen, B.; 永井 佑紀
アンサンブル, 25(4), p.303 - 310, 2023/10
並列分子シミュレーションソフトウェア「PIMD」を紹介する。第一原理経路積分分子動力学による水の構造、リングポリマー分子動力学による金属中水素の量子拡散、超伝導体の機械学習ポテンシャル作成とフォノン物性、メタダイナミクスによる多価アルコール脱水反応などの具体例を通じて、その使用法を解説する。
米谷 佳晃; 河野 秀俊
アンサンブル, 14(4), p.182 - 186, 2012/10
生体分子表面は複雑であり、それゆえ水のダイナミクスは多様である。水分子の生体分子表面滞在時間は、数psから数100psまでさまざまであるが、その違いはどのようにして生じるのであろうか。筆者らは、さまざまな塩基配列を持つDNAを対象にした分子動力学シミュレーションから、DNAと水の水素結合様式とDNA表面の構造揺らぎが、水分子の滞在時間に関係していることを明らかにした。そこでは、Laage-Hynesにより示された水素結合組換えのメカニズムとの接点も明らかになった。今後、タンパク質の場合なども含め、水分子の滞在時間を統一的に理解し、表現していくためには、これまで示唆されてきた表面の形状と電気的性質の影響も考慮しなければならない。
志賀 基之
アンサンブル, 14(2), p.102 - 105, 2012/04
近年の大型並列計算機の発展とともに、分子シミュレーションと電子状態計算を統合した第一原理シミュレーションが普及し、その利用による物性研究手法はさまざまな分野での国際標準となりつつある。また、この手法を用いて、従来では扱えなかった複雑な化学反応動力学や、光吸収や電磁場応答のように電子状態由来の物性をも対象として、さまざまな応用研究が世界中で行われ始めている。本稿では、上記電子状態の理論的基礎について述べ、分子シミュレーションとの接点を意識しながら再考する。
池田 隆司
アンサンブル, 10(2), p.3 - 8, 2008/04
第一原理分子動力学を用いた金属イオンの水和と化学反応のシミュレーションについて最近の成果を解説し、展望をまとめた。
志賀 基之
アンサンブル, 7(2), p.21 - 25, 2005/04
一般に、比熱を定量的に計算することは分子シミュレーションに難しいが重要な問題である。その理由は、特に低い温度領域では原子運動の量子力学的効果が大きいからである。このような量子系に対して有効なのは、経路積分シミュレーション法である。しかしながら、比熱はエネルギーの分散値であるゆえに多大な計算量を必要とするため、近年の並列型コンピュータと効率の良いアルゴリズムをもってして初めて可能になってきた。本講演では、経路積分分子動力学法を用いた比熱計算法を紹介するとともに、水の三態の比熱について応用計算について紹介する。
清水 大志; 蕪木 英雄
アンサンブル, (22), p.23 - 29, 2003/04
並列計算法開発グループでは、並列計算における基盤ソフトとして並列分子動力学シミュレーションツール「並列分子動力学ステンシル」(Parallel Molecular Dynamics Stencil)を開発した。「ステンシル」は材料物性研究等で広く使用される分子動力学法における並列プログラミングを効率的に進めるため、シミュレーションの対象となる系を記述するプログラムと並列化のためのプログラムを切り分けた後、再構成を行なったものである。本稿では「ステンシル」を用いたプログラミングの方法について具体例を挙げて説明する。
