生体分子の分子動力学シミュレーションにおける効率的な時間刻みの範囲 : グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン3量体
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概要
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分子動力学シミュレーションを行うとき、時間刻みをどの程度まで大きく取ることができるのか、その許容範囲について調べた。積分方法はベルレ法を用い、時間刻み幅を0.02フェムト秒(fs)から3.0 fs まで増大させた。5種類のアミノ酸（Glycine, Alanine, Valine, Leucine, Isoleucine ）3量体を計算対象とした。基準時間刻み(0.02 fs)とその他の時間刻みについてのエネルギー差の平均値は、時間刻み幅のほぼ2乗で増加するが、標準偏差は時間刻み0.5 fsから1.5 fsまではほとんど差がみられなかった。つまり、この範囲内ではどの時間刻みでシミュレーションを行ってもあまり差がない。ゆえに、今回の例の場合、時間刻み1.5 fs付近でシミュレーションを行うのが時間短縮の面から効果的である事が示唆された。 / In order to perform an efficient MD simulation for the biosystem, the energy error was investigated changing Δt from 0.02 fs to 3.0 fs for 5 kinds of the amino acid trimers using the Verlet method for integration. Average error is increased proportionally as the square of Δt in this case From 0.5 fs to 1.5 fs, the average error and its standard deviation were almost the same in this case whereas the errors rapidly increased in the range from 0.02 fs to 0.5 fs. No strong difference was observed between 5 amino acid trimers cases, but error accumulated as molecular size increased.
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