發(fā)布時(shí)間：2021-01-17 23:43

　　采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)研究細(xì)胞膜表面發(fā)生的物理化學(xué)過程是研究生物體系復(fù)雜相行為的一個(gè)重要方面。由于水分子在這些物理化學(xué)過程中起著非常重要的作用,在計(jì)算機(jī)模擬中選取合適的水模型來準(zhǔn)確地描述水相環(huán)境下細(xì)胞膜表面性質(zhì)對研究細(xì)胞膜表面復(fù)雜相行為以及生物大分子與細(xì)胞膜表面特定的相互作用起到?jīng)Q定性的影響。距今為止人們開發(fā)了眾多水模型來描述不同模擬尺度上水相的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)。BMW（Big Multipole Water）水模型具有三位點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并且能夠準(zhǔn)確描述分子模擬體系中四分子水團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的偶極矩和四極矩張量,因而受到科研工作者的廣泛關(guān)注。此外BMW水模型與描述由磷脂分子組成的雙層磷脂膜體系的MARTINI力場具有較好的兼容性,因此經(jīng)常用于研究生物體系的復(fù)雜物理化學(xué)行為。Poloxamer共聚物由親水的聚環(huán)氧乙烷（PEO）嵌段和疏水的聚環(huán)氧丙烷（PPO）嵌段組成,在藥物輸送和改進(jìn)藥物制劑性質(zhì)方面具有十分廣泛的應(yīng)用。有鑒于此,我們在本論文中以BMW-MARTINI力場框架為基礎(chǔ)構(gòu)建了PEO/PPO均聚物和Poloxamer共聚物的粗�；Ｐ�,通過大量全原子和粗�；肿觿恿W(xué)模擬確定了粗�；Ｗ又g的... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：44 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

計(jì)算機(jī)模擬方法，理論分析與實(shí)驗(yàn)觀測之間的關(guān)系

第一章緒論2圖1.1計(jì)算機(jī)模擬方法，理論分析與實(shí)驗(yàn)觀測之間的關(guān)系。1.2基于GPU加速的計(jì)算機(jī)模擬隨著模擬體系復(fù)雜性的增加以及人們對于描述模擬體系準(zhǔn)確性提高的要求，使得模擬計(jì)算的計(jì)算量極速增加，因此也逐漸提升了人們對計(jì)算機(jī)能力的要求。在過去的幾年中，圖形處理器GPU已經(jīng)發(fā)展成為功能強(qiáng)大的可編譯并行處理器，快速提升了計(jì)算能力和計(jì)算效率，因此基于GPU的高性能計(jì)算已成為計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的主流發(fā)展方向[5,6]。圖1.2CPU與GPU的硬件邏輯結(jié)構(gòu)對比（此圖來自英偉達(dá)公司官網(wǎng)）。如圖1.2所示，CPU中寄存器(Cache)和控制器(Control)占據(jù)了大部分面

第二章理論基礎(chǔ)與模擬方法7圖2.1二維周期性邊界條件下的粒子移動示意圖。在周期性邊界條件下，rcut是計(jì)算粒子之間的相互作用時(shí)的截?cái)喟霃剑╟ut-offradius）。在模擬體系中，對于粒子j及其所有鏡像粒子，粒子i只與在截?cái)喟霃絻?nèi)與之最近的粒子產(chǎn)生相互作用，該方法被稱為最近鏡像方法（nearestmirrorimage）。2.4系綜針對物理體系的分子動力學(xué)模擬總是在一定的系綜下進(jìn)行的，它是相空間中滿足某個(gè)特定動力學(xué)狀態(tài)的所有點(diǎn)的集合。因此對模擬體系不同的約束條件需要不同的系綜。系綜只是分子模擬中的概念，并不是對應(yīng)真實(shí)的客觀實(shí)體。而真實(shí)的模擬體系是組成特定系綜的一個(gè)個(gè)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)具有完全相同的力學(xué)性質(zhì)。每個(gè)系統(tǒng)的微觀狀態(tài)可能不盡相同，但在平衡狀態(tài)時(shí)，系綜具有確定的平均值。常見的系綜有：微正則系綜，系統(tǒng)的粒子數(shù)N，體積V，能量E保持不變，也稱作NVE系綜；正則系綜，系統(tǒng)的粒子數(shù)N，體積V，溫度T以及體系的總動量保持不變，也稱作NVT系綜；等溫等壓系綜，體系的粒子數(shù)N，壓強(qiáng)P和溫度T保持不變，也稱作NPT系綜。


本文編號：2983824