Dynamiczna metoda Monte Carlo

W chemii dynamiczne Monte Carlo (DMC) to metoda Monte Carlo służąca do modelowania dynamicznych zachowań cząsteczek poprzez porównanie szybkości poszczególnych kroków z liczbami losowymi . Jest zasadniczo taki sam jak Kinetic Monte Carlo . W przeciwieństwie do Metropolis Monte Carlo , która była stosowana do badania układów w równowadze , metoda DMC jest wykorzystywana do badania układów nierównowagowych, takich jak reakcja , dyfuzja i tak dalej (Meng i Weinberg 1994). Metodę tę stosuje się głównie do analizy zachowania się adsorbatów na powierzchniach.

Istnieje kilka dobrze znanych metod przeprowadzania symulacji DMC, w tym metoda pierwszej reakcji (FRM) i metoda losowego wyboru (RSM). Chociaż FRM i RSM dają takie same wyniki z danego modelu, to zasoby komputera różnią się w zależności od zastosowanego systemu.

W FRM wyprzedzana jest reakcja, której czas na liście zdarzeń jest minimalny. Na liście zdarzeń zapisywane są wstępne czasy wszystkich możliwych reakcji. Po wybraniu jednego zdarzenia czas systemowy jest przesuwany do czasu reakcji i przeliczana jest lista zdarzeń. Ta metoda jest wydajna pod względem czasu obliczeń , ponieważ reakcja zachodzi zawsze w jednym zdarzeniu. Z drugiej strony zużywa dużo pamięci komputera ze względu na listę zdarzeń. Dlatego trudno jest zastosować go do systemów o dużej skali.

RSM decyduje o tym, czy reakcja wybranej cząsteczki przebiega, czy też nie, porównując prawdopodobieństwo przejścia z liczbą losową . W tej metodzie reakcja niekoniecznie zachodzi w jednym zdarzeniu, więc wymaga znacznie więcej czasu obliczeniowego niż FRM. Ta metoda oszczędza jednak pamięć komputera, ponieważ nie korzysta z listy zdarzeń. Za pomocą tej metody można obliczyć systemy na dużą skalę.

Zobacz też

  • (Meng i Weinberg 1994): B. Meng i WH Weinberg, J. Chem. fizyka 100, 5280 (1994)
  • (Meng i Weinberg 1996): B. Meng, WH Weinberg, Surface Science 364 (1996) 151-163.