Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Matlab
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Блоги Сообщество Поиск Заказать работу  
 
Рейтинг 4.72/25: Рейтинг темы: голосов - 25, средняя оценка - 4.72
13 / 13 / 4
Регистрация: 02.06.2011
Сообщений: 24

Метод молекулярной динамики и схема Верле

24.12.2013, 13:14. Показов 4616. Ответов 1
Метки нет (Все метки)

Студворк — интернет-сервис помощи студентам
Здравствуйте, уважаемые формучане.
Суть проблемы: необходимо смоделировать поведение кучки атомов методом молекулярной динамики.
Для реализации расчетов выбрана скоростная схема Верле. В общем виде формулы выглядят так:

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\vec{r}(t + \Delta t)=\vec{r}(t) + \vec{v}\Delta t + \vec{a}\Delta t^2/2
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\vec{v}(t + \Delta t/2) = \vec{v} + \vec{a}\Delta t/2
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\vec{a}(t) = -grad(U(\vec{r}(t)))/2
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\vec{v}(t + \Delta t) = \vec{v}(t + \Delta t/2) + \vec{a}\Delta t/2

Здесь U - потенциал Леннарда-Джонса:

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?U = 4\epsilon ( (\sigma /r )^12 - (\sigma /r )^6 )

Моделировать нужно в 2-мерном пространстве, поэтому градиент в 3-й формуле надо брать по двум направлениям (если я ничего не путаю).
Собственно, как раз в этом месте у меня заковырка и выходит - не могу сообразить, как преобразовать потенциал U(r(t)) в U(x(t),y(t))!
Нет, я в принципе понимаю, что https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\vec{r} = x\vec{i} + y\vec{j}, но куда девать i и j в уравнении потенциала сообразить не могу.

Буду благодарен, если кто подскажет как это сделать или хотя бы кинет ссылку, где рассказывают нечто подобное.

На всякий случай приведу код, в котором хочу это использовать (может кто на вскидку ещё какие ошибки заметит):
Matlab M
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
clear;
N = 100; %количество частиц
Tk = 60;  %время окончания расчетов
dt = 0.1; % шаг времени
Nh = Tk/dt; %количество шагов
 
L = 1000; %длина ящика
H = 1000; %ширина
 
%задаем начальные координаты и скорости
for i = 1:N
    x(i) = rand*L;
    y(i) = rand*H;
    Vx(i) = rand;
    Vy(i) = rand;
end;
 
%начальные ускорения частиц равны нулю
for i = 1:N
    ax(i) = 0;
    ay(i) = 0;
end;
 
%главный цикл
for t = 1:Nh
    for i = 1:N 
        x(i) = x(i) + Vx(i)*dt +0.5*ax(i)*dt^2;
        y(i) = y(i) + Vy(i)*dt +0.5*ay(i)*dt^2; 
      
        %проверка граничных условий - они должны быть периодическими
      if x(i)<0
          x(i) = x(i) + L;
      end;
      if x(i)>L
          x(i) = x(i) - L;
      end;
      if y(i)<0
          y(i) = y(i) + H;
      end;
      if y(i)>H
          y(i) = y(i) - H;
      end;
      
      %вычисление скорости со старым ускорением
      Vx(i) = Vx(i) + 0.5*ax(i)*dt;
      Vy(i) = Vy(i) + 0.5*ay(i)*dt;
      
      %%%%%%%%%%%%%%%%%
      % вычисление нового ускорения
      for j = i+1:N
 
          %???????????????
 
      end;
      %%%%%%%%%%%%%%%%%
      
      %вычисление скорости с новым ускорением
      Vx(i) = Vx(i) + 0.5*ax(i)*dt;
      Vy(i) = Vy(i) + 0.5*ay(i)*dt;    
      
        
    end;
    plot(x,y,'*')
end
0
cpp_developer
Эксперт
20123 / 5690 / 1417
Регистрация: 09.04.2010
Сообщений: 22,546
Блог
24.12.2013, 13:14
Ответы с готовыми решениями:

Задача на метод молекулярной динамики
Нужна найти траекторию движения электронов в атоме лития, протон принять неподвижным. Задачу рассматривать не с точки зрения квантовой...

Потенциал Ленарда Джонса, метод молекулярной динамики
Здравствуйте! Прошу помочь по данному вопросу. Сама думала, но не смогла ничего путного придумать(( . Есть программа, летают шарики (атомы...

Модель потенциала Ленарда Джонса, метод молекулярной динамики
Прошу помочь по данному вопросу. Сам думал, но не смог ничего путного придумать(( . Есть программа, летают шарики (ну то есть атомы газа)....

1
 Аватар для Зосима
5245 / 3573 / 379
Регистрация: 02.04.2012
Сообщений: 6,477
Записей в блоге: 18
27.12.2013, 17:11
Цитата Сообщение от san-smith Посмотреть сообщение
куда девать i и j в уравнении потенциала сообразить не могу
никуда просто считать по отдельности по направлениям Х и У
0
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
raxper
Эксперт
30234 / 6612 / 1498
Регистрация: 28.12.2010
Сообщений: 21,154
Блог
27.12.2013, 17:11
Помогаю со студенческими работами здесь

Хаотическое поведение системы частиц молекулярной динамики (перевод с TrueBasic в C++)
Есть программа на языке True basic, она описывает хаотическое поведение системы частиц молекулярной динамики. Программа отрисовывает...

Метод интегрирования Верле
Реализуйте метод интегрирования Верле. Функция должна принимать начальное положение точки, начальную скорость, шаг времени и функцию,...

Метод Галёркина для модели динамики популяции
Нужна помощь в написании программы. Смысл в том, чтобы посчитать некоторую функцию u(t), исходя из уравнения...

OpenGL физика, интегратор верле
Добрый день! Ребята подскажите помимо хабра (где не описано столкновение) где хорошо расписан алгоритм верле, в лучшем случае код с...

Звук воспроизводится через наушники, а пишет, что через динамики. Динамики не работают
Добрый день. Столкнулась с такой проблемой - отсутствует звук в динамиках. Устанавливала драйвера, до перезагрузки звук появляется, после...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
2
Ответ Создать тему
Новые блоги и статьи
Новый ноутбук
volvo 07.12.2025
Всем привет. По скидке в "черную пятницу" взял себе новый ноутбук Lenovo ThinkBook 16 G7 на Амазоне: Ryzen 5 7533HS 64 Gb DDR5 1Tb NVMe 16" Full HD Display Win11 Pro
Музыка, написанная Искусственным Интеллектом
volvo 04.12.2025
Всем привет. Некоторое время назад меня заинтересовало, что уже умеет ИИ в плане написания музыки для песен, и, собственно, исполнения этих самых песен. Стихов у нас много, уже вышли 4 книги, еще 3. . .
От async/await к виртуальным потокам в Python
IndentationError 23.11.2025
Армин Ронахер поставил под сомнение async/ await. Создатель Flask заявляет: цветные функции - провал, виртуальные потоки - решение. Не threading-динозавры, а новое поколение лёгких потоков. Откат?. . .
Поиск "дружественных имён" СОМ портов
Argus19 22.11.2025
Поиск "дружественных имён" СОМ портов На странице: https:/ / norseev. ru/ 2018/ 01/ 04/ comportlist_windows/ нашёл схожую тему. Там приведён код на С++, который показывает только имена СОМ портов, типа,. . .
Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином.
Programma_Boinc 20.11.2025
Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Вот решила сделать интересный приблизительный подсчет, сколько государство потратило на меня денег на покупку инсулинов. . . .
Ломающие изменения в C#.NStar Alpha
Etyuhibosecyu 20.11.2025
Уже можно не только тестировать, но и пользоваться C#. NStar - писать оконные приложения, содержащие надписи, кнопки, текстовые поля и даже изображения, например, моя игра "Три в ряд" написана на этом. . .
Мысли в слух
kumehtar 18.11.2025
Кстати, совсем недавно имел разговор на тему медитаций с людьми. И обнаружил, что они вообще не понимают что такое медитация и зачем она нужна. Самые базовые вещи. Для них это - когда просто люди. . .
Создание Single Page Application на фреймах
krapotkin 16.11.2025
Статья исключительно для начинающих. Подходы оригинальностью не блещут. В век Веб все очень привыкли к дизайну Single-Page-Application . Быстренько разберем подход "на фреймах". Мы делаем одну. . .
Фото: Daniel Greenwood
kumehtar 13.11.2025
Расскажи мне о Мире, бродяга
kumehtar 12.11.2025
— Расскажи мне о Мире, бродяга, Ты же видел моря и метели. Как сменялись короны и стяги, Как эпохи стрелою летели. - Этот мир — это крылья и горы, Снег и пламя, любовь и тревоги, И бескрайние. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2025, CyberForum.ru