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ADF(量子化学計算ソフトウェア)

ReaxFF

反応分子動力学計算プログラム

ReaxFF は、ペンシルベニア州立大学のvan Duin 教授らによって開発され た反応分子動力学計算プログラムです。ReaxFF は、既存の古典分子動 力学プログラムとは異なり、結合の生成と開裂を記述することができる 反応力場 (Reactive Force Field)1 を搭載しています。 反応力場のパラメータは量子化学計算のデータから決められているために 化学反応の高精度な記述を可能にする一方で、その動力学計算は通常の 古典分子動力学シミュレーションに匹敵する計算速度を保持しており、 触媒反応や燃焼反応など、材料科学分野における分子動力学シミュレーションの 適用範囲を大幅に広げています。
SCM 社ではReaxFF コードに対して並列化を含む各種最適化を行っています。 また、メモリ使用量などの最適化により10万原子程度を含む3 次元周期系の計算が 通常のデスクトップPC上で対応可能です。また、ReaxFF にはグラフィカル ユーザインターフェース(GUI)が用意されており、バルクモデルの構築、 分子動力学の計算設定、ジョブ投入、計算結果の可視化に対応しています。

反応分子動力学

[YSZ/Ni/butane 界面の反応分子動力学シミュレーション (温度:750K) ]

1) A.C.T. van Duin, S. Dasgupta, F. Lorant, and W.A. Goddard III, J. Phys. Chem. A 105, 9396 (2001).

ReaxFFの主な機能


 反応力場による構造最適化と分子動力学計算 (アンサンブルはNVE, NVT, NPT に対応)
 3 次元バルクモデルの構築(Packmol を使用した溶媒分子のランダム配置に対応)
 シミュレーティッドアニーリングおよび異なる温度領域の設定
 分子動力学計算で得られた座標履歴のアニメーション表示と各種物理量の時間発展のグラフ表示
 PyMDとのインターフェース(メタダイナミスクやアンブレラサンプリングなどの自由エネルギー計算に対応)


ReaxFF-GUI
[ReaxFF-GUI によるバルクモデル構築と計算設定]

ReaxFFグラフ
[反応中に生成した水分子の総数の時間発展のグラフ表示]


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