Основні чисельні алгоритми методу молекулярної динаміки

Слайд 2

Алгоритм Верле “leapfrog” 2. 3.

Алгоритм Верле “leapfrog”


2.
3.

Слайд 3

Алгоритм Верле у швидкісній формі “velocity Verlet” 2. Цей алгоритм можна

Алгоритм Верле у швидкісній формі “velocity Verlet”


2.

Цей алгоритм можна виразити також

через зсунуті на пів кроку швидкості
Слайд 4

Алгоритми Верле - порівняння (a): Verlet (b): Half-Step (Leapfrog) (c ): Velocity Verlet

Алгоритми Верле - порівняння

(a): Verlet
(b): Half-Step (Leapfrog)
(c ): Velocity Verlet

Слайд 5

Алгоритм Беемана 2. Більш складний ніж алгоритм Верле у швидкісній формі

Алгоритм Беемана


2.

Більш складний ніж алгоритм Верле у швидкісній формі
Та вимагає

більше пам’яті комп’ютера, однак дозволяє добре зберігати енергію системи
Слайд 6

Алгоритми типу предиктор-коректор Предиктор : звичайний розклад у ряд Тейлора Коректор

Алгоритми типу предиктор-коректор

Предиктор : звичайний розклад у ряд Тейлора

Коректор : визначає

похибку в передбачених значеннях і поправляє їх

Обраховано з нових позицій предиктора

Слайд 7

Алгоритми типу предиктор-коректор. Алгоритм Рунге-Кутта 2. 3. 4.

Алгоритми типу предиктор-коректор. Алгоритм Рунге-Кутта


2.
3.
4.

Слайд 8

Алгоритми типу предиктор-коректор. Алгоритми Гіра c0=1/6, c1=5/6, c2=1, c3=1/3 - алгоритм

Алгоритми типу предиктор-коректор. Алгоритми Гіра

c0=1/6, c1=5/6, c2=1, c3=1/3 - алгоритм Гіра

4-го порядку (враховуються 3-ті похідні від координат частинок)

c0=19/120, c1=3/4, c2=1, c3=1/2, c4=1/2 - алгоритм Гіра 5-го порядку (враховуються 4-ті похідні від координат частинок)

Слайд 9

Стабільність алгоритмів при виборі часового кроку Кружечки: Verlet Квадратики: Gear 4th

Стабільність алгоритмів при виборі часового кроку

Кружечки: Verlet
Квадратики: Gear 4th order
Трикутники: Gear

5th order
Ромбики: Gear 6th order

Середньоквадратичне відхилення енергії в залежності від часового кроку

Слайд 10

Стабільність алгоритмів при довгих симуляціях

Стабільність алгоритмів при довгих симуляціях