मोंटे कार्लो आणविक सिमुलेशन
मोंटे कार्लो आणविक सिमुलेशन एक आणविक प्रणाली के विन्यासों का यादृच्छिक रूप से नमूनाकरण करता है, न कि उसकी गतिशीलता का पालन करके, जो विशेषीकृत एन्सेम्बल और चतुर चालों तक पहुंच प्रदान करता है जिन्हें आणविक गतिशीलता आसानी से प्राप्त नहीं कर सकती है।
Definition
मोंटे कार्लो आणविक सिमुलेशन आणविक प्रणालियों पर मेट्रोपोलिस-शैली के नमूनाकरण का अनुप्रयोग है, जो गति के समीकरणों को एकीकृत किए बिना संतुलन थर्मोडायनामिक गुणों की गणना के लिए बोल्ट्जमैन संभाव्यता के साथ विन्यास उत्पन्न करता है।
Scope
यह विषय आणविक प्रणालियों पर लागू मोंटे कार्लो को शामिल करता है: आणविक विन्यासों का मेट्रोपोलिस नमूनाकरण, चरण संतुलन के लिए ग्रैंड कैनोनिकल और गिब्स एन्सेम्बल जैसे विशेषीकृत एन्सेम्बल, और श्रृंखला अणुओं के लिए विन्यासात्मक-पक्षपात नमूनाकरण जैसी उन्नत चालें। यह वास्तविक समय के विकास को नमूनाकरण लचीलेपन के लिए व्यापार करके आणविक गतिशीलता का पूरक है।
Core questions
- मोंटे कार्लो बिना बल या गतिशीलता की गणना किए आणविक विन्यासों का नमूनाकरण कैसे करता है?
- ग्रैंड कैनोनिकल और गिब्स एन्सेम्बल चरण सह-अस्तित्व के प्रत्यक्ष अध्ययन को कैसे सक्षम करते हैं?
- विन्यासात्मक-पक्षपात चालें श्रृंखला अणुओं के नमूनाकरण को कैसे संभव बनाती हैं?
- एक आणविक प्रणाली के लिए आणविक गतिशीलता की तुलना में मोंटे कार्लो कब बेहतर है?
Key theories
- विन्यासों का मेट्रोपोलिस नमूनाकरण
- अणुओं के यादृच्छिक परीक्षण विस्थापन को संभावित ऊर्जा परिवर्तन का उपयोग करके मेट्रोपोलिस नियम द्वारा स्वीकार या अस्वीकार किया जाता है, जिससे बल या समय इंटीग्रेटर की आवश्यकता के बिना संतुलन विन्यास उत्पन्न होते हैं।
- विशेषीकृत एन्सेम्बल
- ग्रैंड कैनोनिकल मोंटे कार्लो रासायनिक क्षमता को ठीक करने के लिए कणों को सम्मिलित और हटाता है, और गिब्स एन्सेम्बल विधि चरण सह-अस्तित्व का सीधे पता लगाने के लिए दो बक्सों के बीच कणों और आयतन का आदान-प्रदान करती है।
- विन्यासात्मक-पक्षपात चालें
- विन्यासात्मक-पक्षपात मोंटे कार्लो श्रृंखला अणुओं को खंड-दर-खंड एक पक्षपात के साथ फिर से उगाता है जिसे स्वीकृति नियम में ठीक किया जाता है, जिससे पॉलिमर और घने तरल पदार्थों के नमूनाकरण में नाटकीय रूप से सुधार होता है।
Clinical relevance
मोंटे कार्लो आणविक सिमुलेशन अधिशोषण आइसोथर्म, वाष्प-तरल सह-अस्तित्व, तरल पदार्थों और पॉलिमर की घुलनशीलता और चरण आरेख की गणना करता है, और भौतिक रसायन विज्ञान और सामग्री डिजाइन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जहां गतिशीलता के बजाय संतुलन गुणों की तलाश की जाती है।
History
आणविक मोंटे कार्लो 1953 के हार्ड डिस्क के मेट्रोपोलिस अध्ययन से संबंधित है; ग्रैंड कैनोनिकल और, 1987 में, गिब्स-एन्सेम्बल विधियों का विकास, विन्यासात्मक-पक्षपात चालों के साथ, इसे जटिल आणविक तरल पदार्थों के चरण संतुलन के लिए एक शक्तिशाली मार्ग में बदल दिया।
Key figures
- Daan Frenkel
- Athanassios Panagiotopoulos
- Berend Smit
Related topics
Seminal works
- panagiotopoulos1987
- frenkel2002
Frequently asked questions
- अणुओं के लिए आणविक गतिशीलता की तुलना में मोंटे कार्लो कब बेहतर है?
- जब केवल संतुलन गुणों की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से चरण संतुलन या ऐसी प्रणालियाँ जहाँ कण सम्मिलन या श्रृंखला के पुनर्विकास जैसी अवास्तविक चालें नमूनाकरण को गति देती हैं। मोंटे कार्लो वास्तविक गतिशीलता नहीं दे सकता है, इसलिए जब समय-निर्भर गुण मायने रखते हैं तो आणविक गतिशीलता का उपयोग किया जाता है।
- विन्यासात्मक-पक्षपात मोंटे कार्लो किस समस्या का समाधान करता है?
- एक घने तरल पदार्थ में एक लंबी श्रृंखला अणु को यादृच्छिक रूप से सम्मिलित करना लगभग हमेशा अन्य अणुओं के साथ ओवरलैप करता है और इसे अस्वीकार कर दिया जाता है। विन्यासात्मक-पक्षपात वृद्धि श्रृंखला को एक समय में एक खंड को अनुकूल स्थानों में बनाती है, जिसमें स्वीकृति में पक्षपात को ठीक किया जाता है, जिससे ऐसे सम्मिलन व्यावहारिक हो जाते हैं।