耦合涨落流体动力学与分子动力学模拟大分子的混合方法
软凝聚态物质
2007-05-23 v1
摘要
我们提出了一种混合计算方法，用于模拟溶液中大分子的动力学，该方法将涨落流体动力学（FH）方程的介观求解器与描述大分子的分子动力学耦合起来。这两种模型通过Ahlrichs和Dünweg [J. Chem. Phys. 111, 8225 (1999)] 首次引入的耗散Stokes项相互作用。我们证明了我们的方法能够正确捕获Zimm模型所预测的聚合物链的静态和动态性质。特别地，我们表明当比值 时，静态构象描述得最好，其中 是Lennard-Jones长度参数， 是单体键长。我们还发现，Rouse模式自相关函数的衰减用Ahlrichs和Dünweg建议的解析修正来描述更好。我们的FH求解器允许我们将流体状态方程和输运参数作为直接模拟参数。我们恢复了链动力学对流体状态方程和体粘度的不同选择的预期独立性，同时在模拟结果与Zimm模型预测之间，发现温度与剪切粘度对质心扩散的影响具有极好的一致性。我们发现当Schmidt数 时，Zimm模型近似开始失效。最后，我们研究了流体涨落的重要性，并表明当流体离散尺寸大于 时，对流体动力学张量使用预平均近似会导致聚合物链的扩散系数产生约3%的误差。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0703106,
title = {A hybrid method coupling fluctuating hydrodynamics and molecular dynamics for the simulation of macromolecules},
author = {G. Giupponi and G. De Fabritiis and P. V. Coveney},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0703106},
year = {2007}
}