采用計算機模擬技術研究細胞膜表面發(fā)生的物理化學過程是研究生物體系復雜相行為的一個重要方面。由于水分子在這些物理化學過程中起著非常重要的作用,在計算機模擬中選取合適的水模型來準確地描述水相環(huán)境下細胞膜表面性質對研究細胞膜表面復雜相行為以及生物大分子與細胞膜表面特定的相互作用起到決定性的影響。距今為止人們開發(fā)了眾多水模型來描述不同模擬尺度上水相的結構和熱力學性質。BMW（Big Multipole Water）水模型具有三位點拓撲結構,并且能夠準確描述分子模擬體系中四分子水團簇結構的偶極矩和四極矩張量,因而受到科研工作者的廣泛關注。此外BMW水模型與描述由磷脂分子組成的雙層磷脂膜體系的MARTINI力場具有較好的兼容性,因此經常用于研究生物體系的復雜物理化學行為。Poloxamer共聚物由親水的聚環(huán)氧乙烷（PEO）嵌段和疏水的聚環(huán)氧丙烷（PPO）嵌段組成,在藥物輸送和改進藥物制劑性質方面具有十分廣泛的應用。有鑒于此,我們在本論文中以BMW-MARTINI力場框架為基礎構建了PEO/PPO均聚物和Poloxamer共聚物的粗粒化模型,通過大量全原子和粗粒化分子動力學模擬確定了粗�；Ｗ又g的... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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計算機模擬方法，理論分析與實驗觀測之間的關系

第一章緒論2圖1.1計算機模擬方法，理論分析與實驗觀測之間的關系。1.2基于GPU加速的計算機模擬隨著模擬體系復雜性的增加以及人們對于描述模擬體系準確性提高的要求，使得模擬計算的計算量極速增加，因此也逐漸提升了人們對計算機能力的要求。在過去的幾年中，圖形處理器GPU已經發(fā)展成為功能強大的可編譯并行處理器，快速提升了計算能力和計算效率，因此基于GPU的高性能計算已成為計算機模擬技術的主流發(fā)展方向[5,6]。圖1.2CPU與GPU的硬件邏輯結構對比（此圖來自英偉達公司官網）。如圖1.2所示，CPU中寄存器(Cache)和控制器(Control)占據了大部分面

第二章理論基礎與模擬方法7圖2.1二維周期性邊界條件下的粒子移動示意圖。在周期性邊界條件下，rcut是計算粒子之間的相互作用時的截斷半徑（cut-offradius）。在模擬體系中，對于粒子j及其所有鏡像粒子，粒子i只與在截斷半徑內與之最近的粒子產生相互作用，該方法被稱為最近鏡像方法（nearestmirrorimage）。2.4系綜針對物理體系的分子動力學模擬總是在一定的系綜下進行的，它是相空間中滿足某個特定動力學狀態(tài)的所有點的集合。因此對模擬體系不同的約束條件需要不同的系綜。系綜只是分子模擬中的概念，并不是對應真實的客觀實體。而真實的模擬體系是組成特定系綜的一個個系統(tǒng)，這些系統(tǒng)具有完全相同的力學性質。每個系統(tǒng)的微觀狀態(tài)可能不盡相同，但在平衡狀態(tài)時，系綜具有確定的平均值。常見的系綜有：微正則系綜，系統(tǒng)的粒子數N，體積V，能量E保持不變，也稱作NVE系綜；正則系綜，系統(tǒng)的粒子數N，體積V，溫度T以及體系的總動量保持不變，也稱作NVT系綜；等溫等壓系綜，體系的粒子數N，壓強P和溫度T保持不變，也稱作NPT系綜。


本文編號：2983824