Розрахунок середньоквадратичних зміщень

Содержание

Слайд 2

Л.13. Молекулярна динаміка зі звязками Молекулярні рідини Розрахунок потенціалу середньої сили

Л.13. Молекулярна динаміка зі звязками

Молекулярні рідини
Розрахунок потенціалу середньої сили

між двома частинками

Модель води SPC/E:
Жорсткі молекули
rOH = 1 A
HOH=109.47o
qO = -0.8476 |e|
qH = +0.4238 |e|
Потенціали: LJ+Coulomb

Ο

Η

Η

Слайд 3

Рівняння руху динаміки зі звязками Звязок накладений на відстань між атомами

Рівняння руху динаміки зі звязками

Звязок накладений на відстань між атомами в

молекулі

Введемо Лагранжіан системи з α різними звязками

- невідомі множники Лагранжа

Рівняння руху:

Слайд 4

Рівняння руху динаміки зі звязками Рівняння руху: Щоб знайти невідомі множники Лагранжа будемо вимагати:

Рівняння руху динаміки зі звязками

Рівняння руху:

Щоб знайти невідомі множники Лагранжа будемо

вимагати:
Слайд 5

Рівняння руху динаміки зі звязками Наприклад, частинка повинна рухатись по сфері

Рівняння руху динаміки зі звязками

Наприклад, частинка повинна рухатись по сфері радіусу

d:

Додаткова сила через наявність звязку:

Для знаходження λ використовуємо :

Рівняння руху:

Слайд 6

Рівняння руху динаміки зі звязками Вважаючи, що зовнішня сила на частинку

Рівняння руху динаміки зі звязками

Вважаючи, що зовнішня сила на частинку F=0,

отримуємо:

Множник Лагранжа:

Тобто, додаткова сила що діє внаслідок накладеного звязку:

Слайд 7

Алгоритм динаміки зі звязками Різницева схема: Точність: Проблеми: похибка може акумулюватись

Алгоритм динаміки зі звязками

Різницева схема:

Точність:

Проблеми: похибка може акумулюватись

Для знаходження λ

будемо використовувати умову точного виконання звязку після кожного моменту часу :
Слайд 8

Алгоритм динаміки зі звязками Різницева схема: Звязок в момент t+Δt: -

Алгоритм динаміки зі звязками

Різницева схема:

Звязок в момент t+Δt:

- квадратичне відносно λ

рівняння, яке легко розв’язується
Слайд 9

Алгоритм динаміки з багатьма звязками Різницева схема: Звязок в момент t+Δt через розклад у ряд Тейлора:

Алгоритм динаміки з багатьма звязками

Різницева схема:

Звязок в момент t+Δt через розклад

у ряд Тейлора:
Слайд 10

Алгоритм динаміки з багатьма звязками Тому: Яке є матричним рівнянням:

Алгоритм динаміки з багатьма звязками

Тому:

Яке є матричним рівнянням:

Слайд 11

Алгоритм динаміки з багатьма звязками SHAKE Ітеративна схема, щоб позбутись обертання

Алгоритм динаміки з багатьма звязками SHAKE

Ітеративна схема, щоб позбутись обертання великих

матриць

Застосовується не одночасно до всіх звязків, а послідовно – звязок за звязком

Тому: