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2013 年度 実施状況報告書

水素結合分子集団の量子振動状態に関する新規高精度シミュレーション手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23550011
研究機関金沢大学

研究代表者

三浦 伸一  金沢大学, 数物科学系, 教授 (10282865)

キーワード経路積分 / 変分経路積分 / 量子モンテカルロ法 / 分子動力学法 / 水
研究概要

変分経路積分法の効率的な実施のために、調和振動子の系に対して解析的な表式を導出した。特に計算機シミュレーションの観点からは、密度行列の離散化した表示が重要な役割を果たすのであるが、いままで知られている2次近似の表現をもちいて擬分配関数および物理量を閉じた形で求めて、シミュレーションの数値結果と比較検討をした。さらに4次近似のもとでの密度行列を新たに導出し、擬分配関数等を求めることに成功した。解析的な表式から、今まで経験的に知られていた、4次近似の計算効率に関する性質を確認することができた。これらの解析的な表現は、最適なシミュレーション条件の探索指針となることが期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

振動子系に対する変分経路積分の擬分配関数等の解析的な表式を得ることに成功し、シミュレーションに関する最適なパラメータに関する知見が蓄積しつつあり、多分子系のシミュレーションの準備はおおむね順調に進展している。現在は、多分子系の効率的なシミュレーション手法の構築に向け、準備中である。

今後の研究の推進方策

今後は、水クラスターの対して本量子シミュレーション手法を適用するためのプログラムの拡張を実施する。また、計算効率に大きく影響をおよぼす試行関数について詳細に検討する。

次年度の研究費の使用計画

昨年度に水分子集合体の量子状態に関するシミュレーションを実施するとともにシンポジウムにおいて発表する予定であったが、事前に計算条件を詳細に確定する必要性が生じたため、計画を変更しまずは水1分子および解析的に解けるモデルの詳細な解析をおこなうこととしたため、未使用額が生じた。
このため、水分子集合体の量子振動解析とシンポジウムでの発表を本年度に行うこととし、未使用額はその経費にあてる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Variational path integral molecular dynamics study of a water molecule2013

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 454 ページ: 012023(6 pages)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/454/1/012023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An efficient computational method for the implementation of a semi-classical instanton approach using discretized path integrals2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 454 ページ: 012030(7 pages)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/454/1/012030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Fluctuation of a Protonated Water Cluster2013

    • 著者名/発表者名
      Cometta S. Guritno and Shinichi Miura
    • 雑誌名

      Recent Dev. Comput. Sci.

      巻: 4 ページ: 17 - 22

  • [学会発表] ISOTOPE EFFCETS OF TUNNELING SPLITTING BETWEEN MOLECULAR CONFIGURATIONS2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 学会等名
      Nagoya Symposium on Depletion Forces: Celebrating the 60th Anniversary of the Asakura-Oosawa Theory
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      20140314-20140315
  • [学会発表] 第一原理経路積分インスタントン法の開発とプロトン移動過程への応用2013

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一
    • 学会等名
      第4回CMSI研究会
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      20131210-20131213
  • [学会発表] Variational path integral molecular dynamics with applications to molecular systems2013

    • 著者名/発表者名
      S. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Simulation 2013
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      20131118-20131120
    • 招待講演
  • [学会発表] A 3D-RISM integral equation study of hydrated peptides2013

    • 著者名/発表者名
      H. Iwasaki and S. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Simulation 2013
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] Analysis of the structural transition of a chignolin molecule using the 3D-RISM/MD hybrid simulation method2013

    • 著者名/発表者名
      S. Gyoubu and S. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Simulation 2013
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] A variational path integral molecular dynamics study of molecules using a fourth order propagator2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamibayashi and S. Miura
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Simulation 2013
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      20131118-20131120
  • [学会発表] 変分経路積分分子動力学法と電子状態計算の結合2013

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一, 河津励
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130924-20130927
  • [学会発表] 第一原理経路積分インスタントン法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      河津励, 三浦伸一
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130924-20130927
  • [学会発表] 3D-RISM/MD ハイブリッドシミュレーション法を用いたシニョリン分子の構造転移の解析2013

    • 著者名/発表者名
      刑部進之助, 三浦伸一
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130924-20130927
  • [学会発表] 量子論的分子プロセスに向けた経路積分法と電子状態計算の結合手法・計算プログラムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      三浦伸一
    • 学会等名
      計算分子科学拠点第4回研究会
    • 発表場所
      Okazaki
    • 年月日
      20130910-20130911
    • 招待講演
  • [学会発表] Thermal and Quantum Structural Fluctuation of Small Protonated Water Clusters: A Path Integral Molecular Dynamics Study2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumita and S. Miura
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20130707-20130712
  • [学会発表] Tunnel Process Calculation for Molecular Systems using ab initio Path-integral Instanton Method2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kawatsu and S. Miura
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20130707-20130712
  • [学会発表] A 3-D RISM/MD Study of a Small Hydrated Protein Molecule2013

    • 著者名/発表者名
      S. Gyoubu and S. Miura
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20130707-20130712

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公開日: 2015-05-28  

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