Применение метода эластичной ленты для поиска пути с минимальным перепадом энергии
Автор: Полуян Сергей Владимирович, Елизаров Андрей Андреевич, Ершов Николай Михайлович
Журнал: Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании» @journal-sanse
Статья в выпуске: 3, 2023 года.
Бесплатный доступ
В настоящей работе рассматривается задача поиска пути с минимальным перепадом энергии, которая возникает при анализе процессов перехода между различными структурными состояниями в системах с атомарной или молекулярной структурой. Один из способов нахождения указанного пути - использование метода эластичной ленты. В рамках работы приведена постановка задачи поиска пути, выполнены реализация и применение метода для модельных потенциалов, которые представляют собой различные энергетические профили. Проведено исследование влияния параметров метода на формирование путей и соответствующих энергетических профилей.
Метод эластичной ленты, путь наименьшего перепада энергии, энергетический потенциал
Короткий адрес: https://sciup.org/14128798
IDR: 14128798
Список литературы Применение метода эластичной ленты для поиска пути с минимальным перепадом энергии
- Liu X., Chen H., Ortner C. Stability of the Minimum Energy Path, 2022. DOI: 10.48550/arXiv.2204.00984.
- Voter A. Introduction to the Kinetic Monte Carlo Method // Radiation Effects in Solids, NATO Science Series. 2007. Pp.1-23. DOI: 10.1007/978-1-4020-5295-8_1.
- Кинетический метод Монте-Карло: математические основы и приложения к физике низкоразмерных наноструктур / С. В. Колесников, А. М. Салецкий, С. А. Докукин, А. Л. Клавсюк // Математическое моделирование. 2018. Т. 30. №2. С. 48-80. DOI: 10.1134/S2070048218050071.
- Alsallaq R., Zhou H.-X. Energy landscape and transition state of protein-protein association // Biophys-ical Journal. 2007. Vol. 93(5). Pp.1486-502. DOI: 10.1529/biophysj.106.096024.
- Dhusia K., Su Z., Wu Y. Using Coarse-Grained Simulations to Characterize the Mechanisms of Pro-tein–Protein Association // Biomolecules. 2020. Vol. 10. Iss. 7. Pp. 1056. DOI: 10.3390/biom10071056.
- Jonsson H., Mills G., Jacobsen K. Nudged elastic band method for finding minimum energy paths of transitions // Classical and Quantum Dynamics in Condensed Phase Simulations. 1998. Pp. 385-404. DOI: 10.1142/9789812839664_0016.
- Henkelman G., Uberuaga B., Jonsson H. A climbing image nudged elastic band method for finding saddle points and minimum energy paths // The Journal of Chemical Physics. 2000. Vol. 113. Iss. 22. Pp. 9901-9904. DOI: 10.1063/1.1329672.
- Bonfanti S., Kob W. Methods to locate saddle points in complex landscapes // The Journal of Chemical Physics. 2017. Vol. 147. Iss. 20. Pp. 204104. DOI: 10.1063/1.5012271.
- Herbol H., Stevenson J., Clancy P. Computational Implementation of Nudged Elastic Band, Rigid Rotation, and Corresponding Force Optimization // J Chem Theory Comput. 2017. Vol. 13. Iss. 7. Pp. 3250-3259. DOI: 9.1021/acs.jctc.7b00360.
- Mitsuta Y., Asada T. Nudged elastic stiffness band method: A method to solve kinks problems of reac-tion paths // Journal of Computational Chemistry. 2023. Vol. 44. Iss. 23. Pp. 1884-1897. DOI: doi.org/10.1002/jcc.27169.
- Müller K., Brown L. Location of saddle points and minimum energy paths by a constrained simplex optimization procedure // Theoretica chimica acta. 1979. Vol. 53. Pp.75-93. DOI: 10.1007/BF00547608.
- Chemical Dynamics of Symmetric and Asymmetric Reaction Coordinates / S. Wolfe, H. Schlegel, I. Csizmadia, F. Bernardi // Journal of the American Chemical Society. 1975. Vol. 97. Iss. 8. Pp. 2020-2024. DOI: 10.1021/ja00841a005.
- Quapp W. A Growing String Method for the Reaction Pathway Defined by a Newton Trajectory // J. Chem. Phys. 2005. Vol. 122. Iss.17. Pp. 174106. DOI: 10.1063/1.1885467.
- Fast Implementation of the Nudged Elastic Band Method in AMBER / D. Ghoreishi, D. Cerutti, Z. Fallon, C. Simmerling, A. Roitberg // Journal of chemical theory and computation. 2019. Vol. 15. Iss. 8. Pp. 4699-4707. DOI: 10.1021/acs.jctc.9b00329.
- Zhu L., Cohen R., Strobel T. Phase Transition Pathway Sampling via Swarm Intelligence and Graph Theory // The Journal of Physical Chemistry Letters, 2019. Vol. 10. Iss. 17. Pp.5019-5026. DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b01715.
