[发明专利]分子模拟方法、分子模拟装置、分子模拟程序及记录介质

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子模拟方法、分子模拟装置、分子模拟程序以及记录有该程序的记录介质，尤其涉及为了追求稳定且恰当的物性值或物理量的分子模拟方法、分子模拟装置、分子模拟程序以及记录有该程序的记录介质。

背景技术

以往，基于古典力学和量子力学等使用计算机探索物质科学整体现象的方法论中，众所周知的有基于分子动力学法的分子模拟技术。分子模拟技术是在分子层面上解释分子势能和最稳定结构等物质特性的技术。

但是，由于分子模拟技术主要用于材料的物性预测，因此还不存在在复杂的形状和一般的机械构造物等中配置原子的方法。在此，作为将物体的复杂形状划分到有限的区域进行模型化并进行计算的方法，例如有有限要素法。并且，在进行二元运算中，为了在三角形或四角形区域均匀地划分物体，有时会使用网格生成程序(例如，参考专利文献1：日本特开2001-67495号公报)。

但是，如果将上述专利文献1中示出的网格生成方法应用到如分子动力学的原子排列，在只使用三角形要素的情况下，由于用三角形填充物体区域作为目的，因此三角形不能保持一定的大小，在很多情况下具有不同的大小。

并且，根据配置原子的形状，有时三角形呈特别歪曲的状态。因此，如果单纯地在网格的格子点中配置原子，根据初期原子配置的粗密情况会发生极大的应力，最糟糕的情况下，可能导致物理量的计算失败。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种追求稳定且恰当的物性值或物理量的分子模拟方法、分子模拟装置、分子模拟程序以及记录有该程序的记录介质。

为了实现上述目的，本发明所提供的通过模拟求出预先设定的形状的物性值或物理量的分子模拟方法，包含：在所述形状中配置原子的原子配置步骤；基于通过所述原子配置步骤而配置的原子的位置而取得原子间作用势的原子间作用势取得步骤；基于通过所述原子间作用势取得步骤而得到的原子间作用势进行分子动力学计算，以获得物性值或物理量的分子动力学计算步骤。据此，可以求出稳定且恰当的物性值或物理量。因此，根据原子配置的信息适当地修正作用势，并设法再现物性值或物理量，从而即使表现复杂形状，也不会产生非物理性的残留应力等，可以实现稳定的计算。

在所述原子配置步骤中，最好在所述形状上生成网格，在所生成的网格的交点配置原子。通过生成网格，可以容易并有效地配置原子。

所述原子间作用势最好为只以两个原子间距离作为独立变量的两体间作用势。据此，使用最简单的作用势形式，可以有效地计算两体间作用势。

所述原子间作用势取得步骤最好基于各沃罗诺伊点，取得包含作用有两个原子间作用力的截面面积和原子间结合能的作用势参数，并使用所述作用势参数来决定原子间作用势，其中，所述各沃罗诺伊点是通过使用了由所述原子配置步骤而配置的各原子点的沃罗诺伊多面体解析而得到的。据此，可以计算恰当的物性值或物理量，可以适当地修正原子间作用势。

本发明所提供的通过模拟求出预先设定的形状的物性值或物理量的分子模拟装置，包含：在所述形状中配置原子的原子配置单元；基于由所述原子配置单元所配置的原子的位置来取得原子间作用势的原子间作用势取得单元；基于由所述原子间作用势取得单元所取得的原子间作用势进行分子动力学计算，以取得物性值或物理量的分子动力学计算单元。据此，可以求出稳定且恰当的物性值或物理量。因此，根据原子配置的信息适当地修正作用势，并设法再现物性值或物理量，从而即使表现复杂形状，也不会产生非物理性的残留应力等，可以实现稳定的计算。

所述原子配置单元最好在所述形状上生成网格，在所生成的网格的交点配置原子。通过生成网格，可以容易并有效地配置原子。

所述原子间作用势最好为只以两个原子间距离作为独立变量的两体间作用势。据此，使用最简单的作用势形式，可以有效地计算两体间作用势。

所述原子间作用势取得单元最好基于各沃罗诺伊点，取得包含作用有两个原子间作用力的截面面积和原子间结合能的作用势参数，并使用所述作用势参数来决定原子间作用势，其中，所述各沃罗诺伊点是通过使用了由所述原子配置步骤而配置的各原子点的沃罗诺伊多面体解析而得到的。据此，可以计算恰当的物性值或物理量，可以适当地修正原子间作用势。