مقدمه ای بر اصول شبیه سازی مولکولی با گذری مختصر بر مکانیک آماری و کوانتوم و بررسی روند شبیه سازی مولکولی علمی

انجام مطالعات و بررسی های دقیق و علمی مستلزم یادگیری اصول و مفاهیم اساسی در هر زمینه است که انجام محاسبات شبیه سازی مولکولی(نانوفناوری محاسباتی)  از این اصل مستثنی نیست. نظر به این که شبیه سازی مولکولی در کشور ما نوپاست و بسیار وسیع و گسترده است، نیاز است اصول و مفاهیم آن از دیدگاه کاربردی بررسی و متناسب با نیاز در هر بخش جزئیات بیشتری بررسی شود. تجربه 10 ساله در زمینه شبیه سازی مولکولی، ما را بر آن داشت که اصول و مفاهیم مورد نیاز در این حیطه را به زبانی ساده و به اختصار گردآوری و تحت سرفصل آموزشی زیر ارائه نماییم:

سرفصل آموزشی:

قابلیت های شبیه سازی مولکولیجایگاه علمی شبیه سازی مولکولیمکانیک آماریانسمبلمکانیک کوانتومتوابع برهمکنش و میدان نیرومراحل انجام شبیه سازی مولکولی علمی

دانلود نرم افزار EGSnrc

دانلود نرم افزار2011 EGSnrc

 یکی از بهترین و در عین حال سریع ترین نرم افزار های شبیه سازی به روش مونت کارلو مورد استفاده اساتید و دانشجویان می باشد.

فایل حاضر شامل نرم افزار EGSnrc می باشد که این نرم افزار شامل مجموعه نرم افزار های خاص و کاربردی شامل: BEAMnrc,BEAMDP,DOSEXYZnrcو دیگر برنامه ها به صورت کامل به همراه منوال تمام نرم افزار ها می باشد.

این نرم افزار بر روی ویندوز 32 بیتی قابل اجراست

حجم فایل: 93 مگابایت

Description of the software

EGSnrc is a general-purpose software toolkit that can be applied to build Monte Carlo simulations of coupled electron-photon transport, for particle energies ranging from 1 keV to 10 GeV. The included BEAMnrc component includes the dose scoring utility DOSXYZnrc to estimate radiation dose in a voxel geometry, such as patient medical imaging data. It also includes data processing tools to analyze the beam characteristic in detail and generate radiation dose profiles.

EGSnrc is an extended and improved version of the EGS4 code system developed jointly by NRC and the Stanford Linear Accelerator Center in the 1980s (WR Nelson, H Hirayama, DWO Rogers. The EGS4 code system, Report SLAC-265, 1985). The EGSnrc implementation improves the accuracy and precision of the charged particle transport mechanics and the atomic scattering cross-section data (I Kawrakow.Accurate condensed history Monte Carlo simulation of electron transport. I. EGSnrc, the new EGS4 version. Medical physics 27, 2000). It also comprises a C++ geometry library for defining the geometry of complex simulation environments and particle sources. The BEAMnrc component is an improved version of the original BEAM package developed by NRC and the University of Wisconsin-Madison in the 1990s (DWO Rogers et al. BEAM: A Monte Carlo code to simulate radiotherapy treatment units. Medical physics 22, 1995)

مقدمه ای بر اصول و الگوریتم روش دینامیک مولکولی و مونت کارلو به زبان بسیار ساده

در شبیه سازی مولکولی مولکول ها و اتم ها در داخل جعبه شبیه سازی حرکت می کنند و بر اساس برهمکنش های درون و بین مولکولی که با یکدیگر دارند، مولکول ها و اتم های مورد بررسی در راستای رسیدن به کمترین سطح انرژی و تعادل سیستم حرکت می کنند. جابجایی مولکول ها بر اساس الگوریتم های مختلفی انجام می شود که به روش شبیه سازی مولکولی انتخابی بستگی دارد. در این فیلم آموزشی روش دینامیک مولکولی و مونت کارلو بصورت ساده و مختصر بررسی می شود.

تکنیک ها، جزئیات و آنالیزهای مربوط به شبیه سازی مولکولی

به منظور انجام یک شبیه سازی دقیق و علمی نیاز است که از تکنیک هایی برای این منظور استفاده شود. بنابراین در این فیلم آموزشی تکنیک ها و مفاهیم بصورت ساده طبق سر فصل زیر ارائه می شود.

سرعت اولیهتعادل و نمونه گیریشرایط مرزی متناوبکمینه سازی انرژیشعاع قطعترموستاتباروستاتتابع توزیع شعاعی (RDF)متوسط مجذور جابجایی (MSD)

لازم به ذکر است که تک تک این تکنیک ها و مفاهیم الگوریتم های بسیار پیچیده دارند که اطلاع دقیق از آنها در روند شبیه سازی اثر چندانی ندارد، بنابراین فقط به روابط ساده، مفاهیم و کاربردهای آنها اشاره می شود.