صفر تا صد شبیه سازی دینامیک مولکولی آب با لمپس

آب یکی از مواد مایع و فراوان‌ترین ماده مرکب بر روی سطح کره زمین و بستر اولیه حیات به شکل شناخته شده امروزی آن است. بیش از ۷۱٫۱٪ وزن یک انسان از آب تشکیل شده‌است و نیز بیش از ۶۸٪ سطح کره زمین را آب پوشانده‌است لذا در علوم محاسباتی نحوه شبیه سازی این ساختار در تحقیقات علمی بسیار حائز اهمیت است. روش دینامیک مولکولی یکی از راه های مناسب برای شبیه سازی این ساختار و پیش بینی رفتار آن به شمار می رود که با گذشت زمان پیشنهادهای مختلفی برای مدلسازی آن ارائه شده است. از مهمترین روش های دینامیک مولکولی مورد بحث در شبیه سازی آب می توان به روش های SPC، SPCE، TIP3P و TIP4P اشاره کرد که روش TIP4P از مهمترین و بهترین روش های شبیه سازی دینامیک مولکولی این ساختار به شمار می رود که نتایجی بسیار نزدیک به نتایج تجربی را شامل می شود.

این بسته آموزشی، یک پکیج کامل در راستای آموزش نحوه انجام شبیه سازی ساختار آب با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از روش TIP4P است که با استفاده از نرم افزار لمپس پیاده سازی شده است. این پکیج شامل: ویدیو آموزشی، کد ورودی نرم افزار لمپس، فایل ساختار اتمی شبیه سازی شده با استفاده از نرم افزار وی ام دی، مقاله مرجع پتانسیل، مقاله مرجع شبیه سازی به منظور طی مراحل آن به صورت گام به گام، تصاویر شبیه سازی و فایل اکسل آنالیز نتایج است. ویدیو آموزشی این بسته به صورت گام به گام توسط روزبه ثابت وند تدوین گردیده و مدرس در آن با شبیه سازی ساختار آب با روش TIP4P توضیحات و نکات کلیدی شبیه سازی را ارائه کرده است. از مهمترین موارد پرداخته شده دراین ویدیو آموزشی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• توضیح خط به خط کد ورودی نرم افزار لمپس به منظور شبیه سازی آب با روش TIP4P
• توضیح ساختار اتمی یک مولکول آب در شبیه سازی های دینامیک مولکولی
• توضیح نحوه مدلسازی اتمی مولکول های آب با استفاده از نرم افزار وی ام دی به عنوان نرم افزارهای مکمل
• توضیح اندرکنش غیرپیوندی، پیوندی و زاویه ای در شبیه سازی های دینامیک مولکولی
• بررسی شیوه انتخاب پتانسیل بین اتمی مناسب در ساختار آب شبیه سازی شده (مطابق با مدل TIP4P)
• معرفی مقالات مرجع جهت انتخاب پتانسیل بین اتمی مناسب
• نحوه نمایش ساختار شبیه سازی شده در نرم افزار VMD و مشاهده انیمیشن حاصل از شبیه سازی انجام شده
• نحوه ذخیره عکس با کیفیت از سیستم شبیه سازی شده جهت استفاده در مقاله و پایان نامه
• بررسی فرایند متعادل سازی ساختار اتمی شبیه سازی شده در دمای مشخص
• بررسی مقدار دما، انرژی و … نمونه آب شبیه سازی شده
• نحوه رسم نمودار چگالی، تابع توزیع شعاعی، دما و … با استفاده از نرم افزار اکسل و آنالیز نتایج حاصل از شبیه سازی انجام شده با استفاده از نرم افزار لمپس به منظور صحه سنجی نتایج بدست آمده و مقایسه آن ها با نتایج چاپ شده در یک مقاله معتبر
• انجام گام به گام شبیه سازی آب با روش TIP4P مطابق با شبیه سازی های انجام شده در یک مقاله چاپ شده معتبر (مقاله چاپ شده در ژورنال Molecular Physics)

بسته آموزشی “صفر تا صد شبیه سازی دینامیک مولکولی آب با لمپس” نیاز به هیچ پیش نیاز علمی و آموزشی نداشته و کاربر با یادگیری این بسته آموزشی قادر به  انجام شبیه سازی های دینامیک مولکولی مربوطه خواهد بود.

ویدیوی معرفی زیر نشانگر مراحل کلی طی شده در بسته آموزشی صفر تا صد شبیه سازی دینامیک مولکولی آب با نرم افزار لمپس است.

توجه: به منظور جلوگیری از هرگونه کپی برداری غیرقانونی، گفتار مدرس از این ویدیو نمونه حذف شده است.