分子動力学 (MD) シミュレーションは、原子レベルから物質の性質を予測することが可能なコンピュータシミュレーション手法です。近年は学術分野に加えて、ナノスケールの材料開発や創薬など、幅広い産業分野で重要な開発ツールとして位置付けられています。
本講義は、MDシミュレーションについて初めて学ぶ方や、基礎的な理論・アルゴリズムを復習したい方などを対象とします。MDシミュレーションで扱うことのできる現象や、予測できる熱力学量や材料特性について、基礎レベルから講義します。特に書籍などでは触れられることが少ない、統計力学とMDシミュレーションとの密接な関係を解説し、MDシミュレーションのデータ解析において重要なポイントや注意点を紹介します。また、産業分野での材料設計に繋がるシミュレーション例も紹介します。
- はじめに
- 基礎編 (アルゴリズムと基礎理論)
- ミクロな話1:運動方程式の数値積分
- ミクロな話2:原子間相互作用 (力場) と周期境界条件
- マクロな話:MDシミュレーションと統計力学
- 応用編 (温度・圧力制御とデータ解析)
- 温度制御手法:カノニカル集合の生成
- 温度圧力制御手法:圧力集合の生成
- データ解析:熱力学量や材料特性の評価方法
- シミュレーションの実例紹介
- 半導体材料探索や流体特性評価など、時間に応じて話題を選択
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