朗之万动力学的一致投影：粗粒化模型中保持热力学与动力学性质
计算物理
2026-05-28 v3 机器学习
动力系统
摘要
粗粒化（CG）是高效建模与模拟复杂多尺度系统（如生物分子构象动力学）的重要任务。本工作提出了一种基于投影的粗粒化形式化方法，适用于一般欠阻尼朗之万动力学。遵循 Zwanzig 投影方法，我们推导了粗粒化动力学的闭合表达式。此外，我们展示了如何在 Koopman 算子方法背景下发展的扩展动态模态分解（gEDMD）方法可用于建模 CG 动力学并评估其动力学性质，如跃迁时间尺度。最后，我们将我们的方法与热力学插值（TI）相结合——一种在热力学条件之间转换样本的生成式方法——从而在不重复数值模拟的情况下扩展该方法在不同热力学状态下的适用范围。通过二维模型系统的验证，我们证明了所提方法能够准确捕捉全空间模型的热力学与动力学性质。
引用
@article{arxiv.2512.03706,
title = {Consistent Projection of Langevin Dynamics: Preserving Thermodynamics and Kinetics in Coarse-Grained Models},
author = {Vahid Nateghi and Lara Neureither and Selma Moqvist and Carsten Hartmann and Simon Olsson and Feliks Nüske},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03706},
year = {2026}
}