Molecular Dynamics: With Deterministic and Stochastic Numerical Methods

دسته بندی: علم شیمی
ویرایش: 2015 
نویسندگان: Ben Leimkuhler. Charles Matthews  
سری: Interdisciplinary Applied Mathematics  Vol. 39 
ISBN (شابک) : 3319163744, 9783319163758 
ناشر: Springer 
سال نشر: 2015 
تعداد صفحات: 461 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 12 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 31,000

زیربنای ریاضی الگوریتم‌های مورد استفاده برای شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، از جمله روش‌های عددی قطعی و تصادفی را توصیف می‌کند. گزاره های دقیقی را در مورد رویه های عددی مختلف ارائه می دهد که امکان انتخاب بهترین روش را برای یک مسئله معین فراهم می کند اگرچه مخاطبان گسترده ای را هدف قرار می دهد و فقط آمادگی ریاضی پایه را فرض می کند، این کتاب نظریه مربوطه مکانیک هامیلتونی و معادلات دیفرانسیل تصادفی را ارائه می دهد. پوشش روش‌های عددی ساده، محدودیت‌ها و بدنه‌های صلب، دینامیک لانژوین، ترموستات‌ها و باروستات‌ها، گام‌های چندگانه و روش دینامیک ذرات اتلافی ارائه می‌شود.

این کتاب زیربنای ریاضی الگوریتم‌های مورد استفاده برای شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، از جمله روش‌های عددی قطعی و تصادفی را شرح می‌دهد. دینامیک مولکولی یکی از همه کاره ترین و قدرتمندترین روش های علوم محاسباتی و مهندسی مدرن است و به طور گسترده در شیمی، فیزیک، علم مواد و زیست شناسی استفاده می شود. درک مبانی روش‌های عددی به این معنی است که بدانیم چگونه بهترین روش را برای یک مسئله معین انتخاب کنیم (از بین طیف گسترده تکنیک‌های ارائه شده) و چگونه روش‌های جدید و کارآمدی را برای رسیدگی به چالش‌های خاص که در برنامه‌های کاربردی پیچیده ایجاد می‌شوند ایجاد کنیم.

این کتاب با هدف مخاطبان گسترده، نظریه پایه مکانیک هامیلتونی و معادلات دیفرانسیل تصادفی و همچنین موضوعاتی از جمله روش‌های عددی ساده، مدیریت محدودیت‌ها و اجسام صلب، درمان کارآمد دینامیک لانگوین را ارائه می‌کند. ، ترموستات هایی برای کنترل مجموعه مولکولی، گام های زمانی متعدد و روش دینامیک ذرات اتلافی.

موضوعات کاربردهای ریاضیات زیست شناسی ریاضی و محاسباتی

Describes the mathematical underpinnings of algorithms used for molecular dynamics simulation, including both deterministic and stochastic numerical methods Provides precise statements regarding different numerical procedures which enables selection of the best method for a given problem Although it is aimed at a broad audience and presumes only basic mathematical preparation, the book presents the relevant theory of Hamiltonian mechanics and stochastic differential equations Coverage is provided of symplectic numerical methods, constraints and rigid bodies, Langevin dynamics, thermostats and barostats, multiple time-stepping, and the dissipative particle dynamics method

This book describes the mathematical underpinnings of algorithms used for molecular dynamics simulation, including both deterministic and stochastic numerical methods. Molecular dynamics is one of the most versatile and powerful methods of modern computational science and engineering and is used widely in chemistry, physics, materials science and biology. Understanding the foundations of numerical methods means knowing how to select the best one for a given problem (from the wide range of techniques on offer) and how to create new, efficient methods to address particular challenges as they arise in complex applications. 

Aimed at a broad audience, this book presents the basic theory of Hamiltonian mechanics and stochastic differential equations, as well as topics including symplectic numerical methods, the handling of constraints and rigid bodies, the efficient treatment of Langevin dynamics, thermostats to control the molecular ensemble, multiple time-stepping, and the dissipative particle dynamics method. 

Topics Applications of Mathematics Mathematical and Computational Biology

Front Matter....Pages i-xxii
Introduction....Pages 1-51
Numerical Integrators....Pages 53-96
Analyzing Geometric Integrators....Pages 97-138
The Stability Threshold....Pages 139-177
Phase Space Distributions and Microcanonical Averages....Pages 179-210
The Canonical Distribution and Stochastic Differential Equations....Pages 211-260
Numerical Methods for Stochastic Molecular Dynamics....Pages 261-328
Extended Variable Methods....Pages 329-401
Back Matter....Pages 403-443