著者

野口 博司

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.15, no.4, pp.265-268, 2013-10-31 (Released:2014-10-31)

参考文献数

16

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本連載では粒子描像の流体力学計算手法, 散逸粒子動力学法(dissipative particle dynamics, DPD)とmulti-particle collision dynamics (MPC)について解説する. 一回目は各手法の簡単な説明と手法間の関係について説明する.

著者

横田 理央

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.14, no.2, pp.85-89, 2012-04-30 (Released:2013-04-30)

参考文献数

11

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Treecode やFMM などのアルゴリズムはN 個の粒子同士の相互作用の計算量を精度と引き換えにO(N2) からO(N logN) もしくはO(N) に軽減することができる.これらの手法では,粒子をセルに分割し木構造を構築した後,その木構造を走査しながらセル単位で相互作用を計算する.このとき,木構造の走査は並列化が容易でありGPU 上での計算に向いているが,木構造の構築はGPU への実装の際に多少の工夫を要する.ここでは,GPU 上での木構造の構築の一例を示すとともに,性能向上に必要なアルゴリズム上の工夫に関する検討を行う.

著者

高橋 英明

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.16, no.1, pp.51-54, 2014-01-31 (Released:2015-07-10)

参考文献数

11

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大規模系の電子状態計算において要となるKohn-Sham の密度汎関数法(DFT)について,そのいくつかの問題点をレビューする.その1つは,Kohn-Sham 法において変分探索する電子密度の集合にある.通常のやり方では,実際には,相互作用の無い参照系の「基底状態」電子密度の集合のみを探索することになる.この密度の集合は,本来探索すべきN-表示可能な密度の部分集合にしかなっていないので,正しい電子密度に辿りつけない可能性がある.また,全エネルギーへの寄与の大きな交換汎関数Ex[n]について,これまでの主流の汎関数開発の経緯とその設計指針を論じ,それらとは異なる始点を持つBecke-Roussel 汎関数の概要と利点を紹介する.現在の主流の交換汎関数は一様な電子ガスの交換ホールをモデルとして構築されているが,このモデルは,原子や分子のように,その外縁部の密度が一様性から著しく逸脱する場合には適切ではない.Becke-Roussel のモデルは,原子,分子系の応用にとって理にかなった描像を与えるものである.

著者

川井 敦 福重 俊幸 中里 直人 成見 哲

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.14, no.2, pp.81-84, 2012-04-30 (Released:2013-04-30)

参考文献数

4

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GPU を使用するためにはアーキテクチャや開発環境の使用法を学び,既存のプログラムに変更を加えねばなりません.PC クラスタのような分散環境を用いる場合には,プログラムの変更はさらに煩雑になります.これらの手間を軽減するために,我々はGoose とDS-CUDA という2 つのツールを開発しました.

著者

米谷 佳晃 河野 秀俊

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.14, no.4, pp.182-186, 2012-10-31 (Released:2013-12-31)

参考文献数

18

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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100 psまで様々であるが,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,様々な塩基配列をもつ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.

著者

都築 誠二

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.6, no.26, pp.23-27, 2004-04-30 (Released:2010-06-28)

参考文献数

16

被引用文献数

1

著者

志賀 基之

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.14, no.3, pp.134-137, 2012-07-31 (Released:2014-06-25)

参考文献数

2

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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,国際標準になりつつある.これを用いて,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な電子状態由来の物性などを対象に,さまざまな応用研究が広まっている.本稿では,電子状態理論の基礎をなすHartree-Fock 法について,分子シミュレーションとの接点を少し意識しながら再考したい.

著者

渡辺 秀和

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.13, no.3, pp.134-138, 2011

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二次高調波発生,電子和周波発生,分子動力学,分子軌道法を総合的に用いて,空気/水界面におけるクマリンC110 分子の挙動を,分子論的に詳しく調べた.実験的手法と理論的手法を組み合わせることで,水和構造や分子配向などの,界面分子の振る舞いが詳細に研究できるので,今後の界面研究における標準的な方法として定着することが考えられる.

著者

小田 竜樹

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.9, no.38, pp.40-44, 2007-04-30 (Released:2010-06-28)

参考文献数

10

著者

宮田 竜彦

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.17, no.2, pp.98-104, 2015-04-30 (Released:2016-04-30)

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溶液の熱力学的安定性を議論する際,最も重要な物理量のひとつは溶媒和自由エネルギーである.3D-RISM 理論は溶質分子周りの溶媒の分布関数を記述する統計力学理論のひとつであり,分布関数から溶媒和自由エネルギーを求めることができる.3D-RISM 理論の問題点のひとつは溶質の内部自由度凍結であるが,著者らはMD 法と組み合わせる方法でこの問題の解決を試みた.また,3D-RISM 理論は精度の問題も抱えている.溶媒和自由エネルギーの高精度化のためには,LJ 項の高精度化が重要であることが既往の研究から示唆されていたが,最近,著者らはLJ 項の高精度化の糸口を見つけた.この発見は,LJ 系においてブリッジ関数の満たすべき必要条件と解釈できるものである.

著者

伊藤 暁

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.7, no.30, pp.32-33, 2005-04-30 (Released:2010-06-28)

参考文献数

1

著者

志賀 基之

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.15, no.2, pp.116-119, 2013-04-30 (Released:2014-04-30)

参考文献数

8

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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,国際標準になりつつある.これを用いて,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な電子状態由来の物性などを対象に,さまざまな応用研究が広まっている.本稿では,電子状態理論の基礎をなすHartree-Fock 法について,分子シミュレーションとの接点を少し意識しながら再考したい.

著者

鄭 誠虎

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.11, no.3, pp.3_31-3_34, 2009 (Released:2011-09-30)

参考文献数

8

著者

石井 明男

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.19, no.3, pp.151-157, 2017-07-30 (Released:2018-07-30)

参考文献数

17

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加速分子動力学法は統計力学的アプローチに基づいて,分子動力学法の時間加速を行う手法の総称である.この記事ではこの手法のうちの一つとして我々のグループにて開発しているAdaptive Boost 法(AB 法) [1] を紹介する.AB 法は今までの加速分子動力学法で提案されてきたアイデアの良いものを採用した,いわばこれまでの手法のいいとこどりをしたような手法であり,現象の時間加速から実際に現象が起きる時間を定量的に評価するに至るまで一連の解析を行うことが可能である.さらに実際にAB 法を用いたいくつかの応用例を紹介し,これからの発展・改良のために加速分子動力学法に存在する問題点についても述べる.

著者

宮田 竜彦

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.17, no.2, pp.98-104, 2015

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溶液の熱力学的安定性を議論する際,最も重要な物理量のひとつは溶媒和自由エネルギーである.3D-RISM 理論は溶質分子周りの溶媒の分布関数を記述する統計力学理論のひとつであり,分布関数から溶媒和自由エネルギーを求めることができる.3D-RISM 理論の問題点のひとつは溶質の内部自由度凍結であるが,著者らはMD 法と組み合わせる方法でこの問題の解決を試みた.また,3D-RISM 理論は精度の問題も抱えている.溶媒和自由エネルギーの高精度化のためには,LJ 項の高精度化が重要であることが既往の研究から示唆されていたが,最近,著者らはLJ 項の高精度化の糸口を見つけた.この発見は,LJ 系においてブリッジ関数の満たすべき必要条件と解釈できるものである.

著者

馬場 剛史 安東 寛之 重田 育照

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.16, no.1, pp.36-41, 2014

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溶液中や酵素などの大自由度系の化学反応において,自由エネルギーの計算は非常に重要である.本解説では熱力学積分法に基づくブルームーンアンサンブル法,および,ヒューリスティックな方法では有るが非常に強力な研究手段であるメタダイナミクス法について説明し,SN2 反応や酵素反応での応用例を示す.

著者

大谷 寛明 田村 祐一 陰山 聡 大野 暢亮 水口 直紀 伊藤 篤史

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.11, no.2, pp.2_51-2_57, 2009 (Released:2011-09-01)

参考文献数

16

著者

中迫 雅由 苙口 友隆 高山 裕貴 中島 真 夕花 松井

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.15, no.1, pp.7-18, 2013-01-31 (Released:2014-01-31)

参考文献数

51

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生命現象の素過程を担う蛋白質には,その周囲や内部での水分子の存在が立体構造の形成や生物学的機能発現に不可欠であるとされている.物理化学的視点から,ナノメートルスケールでの蛋白質-水界面構造,所謂,水和構造を探る研究が行われてきた.これまでに,低温X線結晶構造解析等をはじめとする実験的研究によって,蛋白質水和構造の静的特徴付けなど,実証科学として蛋白質水和の構造基盤に関する理解が進んだ.さらに近年は,蛋白質の内部運動と水和構造変化がどのように協奏・連動しているかという問題にアプローチする実験研究が始まっている.本稿では,蛋白質内部や表面上での水和水分子の位置を,実験事実として具体的に提供できるX線結晶構造解析や分子動力学-X線小角散乱併用法による蛋白質水和構造研究などを振り返りながら,今後の蛋白質水和の実験的研究に関する展望を纏めた.

著者

Tomio Yamakoshi Petrosky

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.9, no.40, pp.46-52, 2007-10-31 (Released:2010-06-28)

参考文献数

26

著者

杉井 泰介

出版者

分子シミュレーション研究会

雑誌

アンサンブル (ISSN:18846750)

巻号頁・発行日

vol.17, no.2, pp.128-131, 2015-04-30 (Released:2016-04-30)