Конференции

64-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ЛФИ - Секция фундаментальных основ многомасштабного атомистического моделирования

Темы работ, которые рассматриваются на секции:
- Классическая молекулярная динамика;
- Квантовое атомистическое моделирование;
-Методы Монте-Карло в статистической термодинамике и физической кинетике
- Технологии суперкомпьютерного моделирования;
-Многомасштабные подходы, основанные на атомистическом моделировании.

  • Воспроизводимость расчетов оптических свойств материалов

    Из теории функционала плотности мы численно находим спектр плотности состояний и плазмонную частоту для семи элементарных металлов - алюминия, натрия, меди, золота, серебра, платины и палладия. В работе показана воспроизводимость плотности состояний тремя разными программными пакетами - VASP, FHI-aims и the exciting code. Одновременно, мы показываем отсутствие воспроизводимости оптических свойств этих металлов и рассуждаем о возможных причинах этого несоответствия.

  • Энергии образования точечных дефектов кубической фазы магнетита в DFT+U

    В докладе будет представлена DFT+U модель кубической фазы магнетита, позволяющая получать количественные характеристики ее точечных дефектов, имеющие хорошее согласие с экспериментальными данными.

  • Исследование процесса формирования кластеров при лазерной абляции методом молекулярной динамики

    В настоящем исследовании проводилось изучение влияния ультракоротких лазерных импульсов на изменения атомарной структуры металлов при высокотемпературном воздействии при абляции.

  • Исследование устойчивости цепочечных структур пылевых частиц в плазме с конденсированной дисперсной фазой

    В данной работе исследуется условие устойчивости цепочечных структур пылевых частиц в газоразрядной плазме. Исследование проводится с использованием разрабатываемого автором программного пакета, предназначенного для согласованного моделирования динамики плазменной и пылевой подсистем плазмы с конденсированной дисперсной фазы. В результате работы теоретически рассчитываются параметры плазменно-пылевой системы, при которых цепочечная структура пылевых частиц становится неустойчивой.

  • Вклады в коллективные движения атомов в кристаллах

    Проводится исследование леннард-джонсовского кристалла с помощью метода молекулярной динамики. Для оценки величины коллективных движений используется предложенный четырёхточечный двухчастичный коррелятор. Построены распределения значений коррелятора, выделены два вклада в коллективные движения частиц: фононный, не зависящий от температуры, и вклад ангармонизма и дефектов, зависящий от температуры по больцмановскому закону. Вычислена энергия возбуждений, связанный со вторым вкладом.

  • Неравновесные переходы между аморфными формами льда и расчет их модулей упругости: молекулярно-динамическое моделирование

    В данной работе на примере модели воды TIP4P/ice рассматриваются неравновесные превращения между двумя формами аморфного льда - LDA и HDA, индуцированные давлением и нагреванием. Отдельного внимания требует изучение влияния скоростей сжатия и нагрева. Выполняется подробный анализ структуры аморфных льдов на основе RDF и распределения углов О-О-О. Обсуждаются барические и температурные зависимости упругих модулей в рассматриваемых процессах, результаты сопоставляются с экспериментом.

  • Количественная оценка характера распределения белок-липидных контактов в трансмембранных сегментах рецепторных тиразинкиназ человека

    Целью настоящей работы является создание математической модели для оценки влияния отдельных аминокислот в ТМ сегментах РТК и искусственных полипептидах на пространственное распределение связанных липидов вблизи мономерных ТМ спиралей белков на основе анализа двумерных карт распределений плотности, полученных в результате усреднения по молекулярно-динамическим траекториям.

  • Структурно-динамические параметры пептидов-модуляторов активности нейраминидазы-1

    Нейраминидаза-1 человека - многофункциональный белок, мембранная форма которого участвует в развитии атеросклероза. Известно, что в формировании активного комплекса задействован его трансмембранный сегмент. В настоящей работе с помощью методов компьютерного моделирования провели поиск потенциальных пептидных модуляторов активности нейраминидазы-1 в мембранном окружении.

  • Вычисление химических потенциалов разреженной фазы двухкомпонентной системы на примере FeO

    В работе рассматривается вычисление химических потенциалов разреженной фазы двухкомпонентной системы на примере FeO методом термодинамического интегрирования. Полученные результаты сопостовляются через энергии образования дефектов с молекулярно динамическими концентрациями дефектов в плёнке вюстита FeO

  • Консервативный остаток пролина в трансмембранных доменах рецепторов семейства IR: оценка структурной и функциональной роли по данным атомистического моделирования

    Целью настоящей работы стало сравнение структурно-динамических параметров мономеров ТМ доменов IR, IGF-1R и IRR в явно заданных липидных бислоях с помощью методов молекулярной динамики, по полученным данным в мицеллах. 

  • Предсказание возможных димерных состояний трансмембранных сегментов рецептора DDR1 с помощью методов атомистического моделирования

    Данная работа направлена на изучение структуры димера ТМ домена DDR1, выявление ключевых аминокислотных остатков, стабилизирующих активное состояние, и поиск возможных пептидов-перехватчиков, способных связываться с ТМ доменами DDR1 в клеточной мембране.

  • Движение краевой дислокации и малоугловых симметричных границ зерен наклона (110) в ГЦК металлах и Al-Cu сплавах

    Разработка теоретических моделей пластичности на основе данных атомистического моделирования позволяет предлагать модели вещества для моделирования конструкционных изделий, которые учитывают внутренние механизмы пластической деформации. В исследовании рассматривается движение краевой дислокации и малоугловых границ зерен наклона в чистых алюминии, никеле, меди; твердом растворе атомов меди в алюминиевой матрице и в алюминиево-медном сплаве упрочненного наноразмерными медными кластерами.

  • Образование экситонов при переходе разогретого плотного молекулярного водорода в плазму

    Переход разогретого плотного флюида водорода в проводящее состояние при давления 50-250 ГПа и температурах 1000-3000 К является предметом активных научных исследований. Использование различных экспериментальных и теоретических методов до сих пор не привело к получению надежных согласующихся между собой результатов. Обнаруженый в работе переход, связанный с диссоциацией экситонной пары, демонстрирующий двух этапный механизм диссоциации молекул водорода, что гораздо лучше описывает разногласия.

  • Методы оценки энтропии молекулярно-динамической системы

    В работе рассматриваются методы оценки энтропии на примере системы частиц Леннарда-Джонса вблизи фазового перехода жидкость – твердое тело, которые в дальнейшем планируется применить к анализу результатов численных и физических экспериментов по упорядочиванию системы малого числа пылевых частиц в плазме.

  • Сравнение равновесного и неравновесного методов расчета коэффициента диффузии молекулы белка в воде

    Количественный анализ диффузии молекул в клеточной цитоплазме представляет собой актуальный вопрос для понимая функционирования живых систем. В данной работе для разработки эффективного способа молекулярно-динамического моделирования диффузии в подобных системах решается вопрос о нахождении коэффициента диффузии одного белка в воде. Проведено сравнение двух методов расчета: получен результат методом среднеквадратичных смещений, а также проведено исследование метода вынуждающей силы.

  • Стохастическаятеорияметодамолекулярнойдинамики

    В работе показана негамильтоновость метода молекулярной динамики, являющаяся альтернативным подходом к обьяснению флуктуаций полной энергии систем МД, вместо введений поправок к функции Гамильтона. На примере модели газа Леннард-Джонса, рассмотрена необратимость, связанная с локальной неустойчивостью траекторий и погрешностями численного интегрирования.

  • О теории метода молекулярной динамики, альтернативной теневому Гамильтониану (Shadow Hamiltonian)

    В работе рассматривается теория метода молекулярной динамики. Исследованы основные моменты, характеризующие негамильтоновость метода и дающие возможность полагать, что задача поиска Shadow Hamiltonian, как некоторой поправки к гамильтониану для описания системы, не имеет решения.

  • Образования вихрей в турбулентном потоке на молекулярном уровне

    На макроскопическом уровне поведение жидкостей и газов хорошо описывается уравнениями Навье-Стокса. Долгое время исследование поведения жидкостей и газов было невозможно из-за недостатка вычислительных мощностей. Однако современные технологии позволяют проводить молекулярно-динамические расчеты с беспрецедентными масштабами и временными рамками.

  • Влияние эффектов конкуренции различных типов анизотропии на поведение мультислойных магнитных структур

    Проведено исследование влияния двух конкурентных типов анизотропии - одноионной и типа «легкая плоскость» в мультислойной магнитной структуре. Для моделирования магнитных свойств мультислойной структуры Co/Cu/Co использовалась анизотропная модель Гейзенберга. Моделирование проводилось методами Монте-Карло. Рассмотрено температурное поведение намагниченности и восприимчивости ферромагнитного слоя. Исследованы гистерезисные явления при различных значениях параметров анизотропии. 

  • Моделирование процессов немонотонной релаксации намагниченности несимметричной мультислойной магнитной структуры

    Рассмотрено влияние начального состояния на процесс релаксации мультислойной магнитной структуры, состоящей из ферромагнитных пленок, разделенных слоем немагнитного металла с одноионной анизотропией. Магнитная релаксация во внешнем поле имеет осциллирующий тип  релаксации намагниченности при рассматриваемых значениях константы анизотропии, что подтверждается экспериментом.

  • Статистический анализ эволюции точечных дефектов в каскадах смещений на примере хромита

    В работе рассматривается образование каскадов смещений, возникающих при выбивании потоком нейтронов атомов из кристаллической решетки хромита (FeCr2O4). Рассматривается эволюция этих каскадов на больших временах симуляции, а также зависимость их основных параметров от энергии первоначально выбитой частицы.

  • Исследование влияния дефектов и искусственных структур на эффекты гистерезиса в мультислойных наноструктурах

    В данном проекте было исследовано влияние различных типов дефектов  на  поведение  магнитных  свойств  мультислойных  наноструктур. Исследовалась система состоящая из двух ферромагнитных пленок толщинами N,разделенных пленкой немагнитного металла.Для моделирования свойств мультислойной структуры использовалась анизотропная модель Гейзенберга. Моделирование проводилось методами Монте-Карло.

  • Построение поликристаллической структуры диоксида циркония с применением потенциала, нестабильного при переходных процессах

    Для моделирования диоксида циркония первостепенной задачей является переход от простой монокристаллической системы к поликристаллической. В данной работе детально описана процедура, с помощью которой удалось построить поликристалл с использованием потенциала с механизмом поляризации ионов. Основная решённая проблема - разрушение системы во время переходных процессов.

  • Универсальные соотношения для временной эволюции локализованных состояний

    В различных системах электронный транспорт можно рассматривать как динамику локализованных электронных состояний. Универсальной теории, которая описывала бы временную эволюцию локализованных состояний, не существует. В данной работе рассматриваются универсальные соотношения такого движения. Показано, что движение локализованных электронных состояний происходит путем обмена позиций с близлежащими электронными состояниями, которые образуют антипересечение энергетических уровней.

  • Первопринципные расчеты магнитной анизотропии пленок Fe и Co с прослойкой платины

    В данной работе проведены ab-initio расчеты энергетических и магнитных характеристик ферромагнитных пленок Fe и Co на поверхности PtРасчеты проводились с использованием программного комплекса VASP.

  • Теоретическое исследование влияния ориентации поверхностной грани на реализацию спиновых конфигураций в системе Co/Cu/Co

    В данной работе были проведены численные исследования энергетических и магнитных свойств системы Co/Cu/Co помощью программного комплекса Vienna Ab initio Simulation Package (VASP.

  • Разработка генератора случайных структур с фиксированным положениями структурных элементов для эволюционного алгоритма USPEX

    В докладе будет представлен генератор случайных кристаллических структур с фиксированными позициями структурных элементов, который может быть использован для создания первого поколения алгоритма USPEX. Алгоритм протестирован на гидридах серы, урана и лантана, а также на некоторых молекулярных кристаллах и их сольватах.

  • Первопринципные расчёты магнитных свойств одноосного кирального гелимагнетика CrNb3S6

    В данной работе проводились расчёты магнитных свойств одноосного кирального гелимагнетика CrNb3S6 первопринципным пакетом VASP. Получены значения магнитных моментов атомов хрома в тонкой плёнке.

  • Первопринципные расчеты структурных, энергетических и магнитных характеристик пленки никеля на поверхности вольфрама

    Рассмотрены явления заместительной адсорбции монослойной ферромагнитной плёнки никеля на поверхности вольфрама, а также ее магнитные, структурные и энергетические свойства в зависимости от толщины пленки при различных положениях адатома.

  • Использование машинного обучения для построения модели упругопластической деформации алюминия

    Представлена модель деформации алюминия, основанная на уравнениях эволюции усредненных полей плотности и скорости дислокаций (пластическая деформация); тензорном уравнении состояния, определемым аппроксимацей зависимостей напряжениея от деформации с помощью нейронной сети (упругая деформация). Нейронной сетью также описывается гомогенная нуклеация дислокаций как начало пластической деформации. Определение параметров модели дислокационной пластичности проводится при помощи алгоритма Байеса.

  • Молекулярно-динамический расчет транспортных коэффициентов н-додекана методом масштабирования избыточной энтропии

    В работе изучается применимость метода масштабирования избыточной энтропии для расчета транспортных коэффициентов в системе н-додекана C12H26 в полноатомном потенциале OPLS-AA 

  • Исследование потенциала средней силы на границах двухфазной системы

    В данной работе предложен новый метод вычисления разности стандартной свободной энергии между двумя средами с помощью потенциала средней силы методом молекулярно-динамического моделирования.

  • Моделирование динамического поведения анизотропной модели Гейзенберга во внешнем осциллирующем поле

    Моделирование динамического поведения анизотропной модели Гейзенберга во внешнем осциллирующем поле в тонкой пленке методами Монте-Карло.

  • Структура водного раствора диоксана. Метод молекулярной динамики

    В работе проводится исследование структуры водного раствора 1,4-диоксана с помощью метода молекулярной динамики в ряде существующих силовых полей. Рассчитываются структурные факторы на всем диапазоне мольных долей диоксана. Проводится анализ кластеров диоксана, исследуется их размер, количественный состав и время жизни.

  • Поиск молекулярных кристаллов взрывчатых веществ с помощью потенциала COMPASS и эволюционного алгоритма USPEX

    В данной работе осуществляется поиск молекулярных кристаллов взрывчатых веществ с использованием эволюционного алгоритма USPEX. Релаксация структур осуществляется при помощи потенциала межатомного взаимодействия COMPASS. Энергии полученных молекулярных кристаллов сравниваются с энергиями, пересчитанными с помощью теории функционала плотности с поправкой на дисперсионное взаимодействие.

  • Моделирование фильтрации двухкомпонентной смеси жидкости и идеального газа

    В данной работе рассмотрена задача о течении идеального газа (азот) и жидкости (пентан) через пористую среду.

  • Предсказание транспортных свойств водных растворов сахаров методом молекулярной динамики

    В работе выполняется расчет температурных и концентрационных зависимостей плотности, коэффициентов вязкости и диффузии водного раствора сахарозы. Данные по транспортным свойствам аппроксимируются уравнением Аррениуса, рассчитываются энергии активации. С помощью уравнения Стокса-Эйнштейна вычисляется эффективный размер молекулы. Проводится сравнение полученных данных с экспериментальными значениями.

  • Моделирование гидроксида алюминия

    В работе проводится молекулярно-динамическое моделирование нескольких стабильных кристаллических форм гидроксида алюминия, вследствие чего находятся подходящие параметры потенциалов для дальнейшего исследования нестабильной кристаллической формы гидроксида алюминия, способной к сорбции лития.

  • Моделирование методом Монте-Карло критических свойств усложненного спинового вентиля

    Проведено исследование критического поведения спиновых систем и термодинамических характеристик, описывающих критическое поведение, с целью изучения эффектов медленной динамики. Подтверждено наличие эффектов старения в усложненной спин-вентильной структуре, характеризующихся замедлением релаксационных процессов с увеличением времени ожидания ( «возраста» образца), путем получения коллапса данных для динамических скейлинговых зависимостей.