Энтропическое моделирование полимерных цепей с фиксированным валентным углом
Авторы
-
А.А. Юрченко
-
П.Н. Воронцов-Вельяминов
Ключевые слова:
Монте-Карло
моделирование
алгоритм Ванга-Ландау
полимеры
полипептиды
термодинамика
Аннотация
В настоящей работе представлены результаты исследования моделей полимерных цепей с фиксированным валентным углом. Вычислительный эксперимент проводился методом Монте-Карло с использованием алгоритма Ванга-Ландау. Для моделей предельных углеводородов и полипептидов (полиглицинов) получены функции распределения по энергиям, которые позволили рассчитать средние канонические значения внутренней энергии, теплоемкости, избыточной энтропии, радиуса инерции и расстояния между концами полимерной цепи. Для построения модели предельных углеводородов использовались параметры силового поля OPLS, для полиглицина — параметры силового поля CHARMM. Работа выполнена при поддержке РФФИ (код проекта 05-02-17428).
Раздел
Раздел 1. Вычислительные методы и приложения
Библиографические ссылки
- Metropolis N., Rosenbluth A.W., Rosenbluth M.N., Teller A.H., Teller E. Equation of state calculations by fast computing machines // J. Chem. Phys. 1953. 21. 1087-1092.
- Binder K. Monte Carlo methods in statistical physics. Berlin: Springer-Verlag, 1979.
- Allen M.P., Tildesley D.J. Computer simulation of liquids. Oxford: Clarendon, 1987.
- Iba Y. Extended ensemble Monte Carlo // Int. J. Mod. Phys. C. 2001. 12. 623-656.
- Mitsutake A., Sugita Y., Okamoto Y. Generalized-ensemble algorithms for molecular simulations of biopolymers // Biopolymers. 2001. 60. 96-123.
- Lyubartsev A.P., Martsinovskii A.A., Shevkunov S.V., Vorontsov-Velyaminov P.N. New approach to Monte Carlo calculation of the free energy: Method of expanded ensembles // J. Chem. Phys. 1992. 96. 1776-1783.
- Marinari E., Parisi G. Simulated tempering: A new Monte Carlo scheme // Europhys. Lett. 1992. 19. 451-458.
- Berg B.A., Neuhaus T. Multicanonical ensemble: A new approach to simulate first-order phase transitions // Phys. Rev. Lett. 1992. 68. 9-12.
- Lee J. New Monte Carlo algorithm: Entropic sampling // Phys. Rev. Lett. 1993. 71. 211-214.
- Wang F., Landau D.P. Efficient, multiple-range random walk algorithm to calculate the density of states // Phys. Rev. Lett. 2001. 86. 2050-2053.
- Vorontsov-Velyaminov P.N., Volkov N.A., Yurchenko A.A. Entropic sampling of simple polymer models within Wang- Landau algorithm // J. Phys. A: Math. Gen. 2004. 37. 1573-1588.
- Volkov N.A., Yurchenko A.A., Lyubartsev A.P., Vorontsov-Velyaminov P.N. Entropic sampling of free and ring polymer chains // Macromol. Theory Simul. 2005. 14. 491-504.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука, 1964.
- Jorgensen W.L., Madura J.D., Swenson C. J. Optimized intermolecular potential functions for liquid hydrocarbons // J. Am. Chem. Soc. 1984. 106. 6638-6646.
- Goldstein H. Classical mechanics. Cambridge: Addison-Wesley Press, 1950.
- Brooks C.L., Bruccoleri R.E., Olafson B.D., States D.J., Swamiathas S., Karplus M. CHARMM: A program for macromolecular energy, minimization and dynamic calculation // J. Comput. Chem. 1983. 4, N 1. 187-217.