2.13 TACCELEの機能

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2.13 TACCELEの機能

二つの分子をある軸に沿って加速させて衝突させるシミュレーションを行うとき、加速させることを指示するフラグである。フラグTACCELEを入力ファイルcpv05.inで読み込んで、フラグが.true.の時には、ファイルaccele.datから必要なデータをサブルーチンinit1で読み込む。このとき加速する速度の大きさVELMAXと等加速度の大きさACC0の値を計算する。原子の加速度の方向ベクトルの大きさは、入力後規格化されるので気にする必要はない。入力例は、以下のようである。 (sample.dat.shファイルのaccele.datの部分を書き換える。下記の第1例では、400ステップで鉄ダイマーが300Kの速度に(111)方向に加速する場合の数値を示した。第2例では、ホルムアルデヒドCH $_{2}$ Oと孤立(ラジカル)OH分子が軸に沿って衝突させる例である。)

第1例
  400 300.                      NACCELE,TEMPAC
  1.0 1.0 1.0                   ACCVEC(I,1,1)
  1  4                                   IS,NA
  1
  1
 -1
 -1

第2例
  100 300.                      NACCELE,TEMPAC
  0.0 0.0 1.0                   ACCVEC(I,1,1)
  1  1                          IS,NA        <---- 炭素原子
  1                             IACC(I,1,1)
  2  3                          IS,NA        <---- 水素原子
  1
  1
 -1
  3  2                          IS,NA        <---- 酸素原子
  1
 -1

kステップ目で衝突させる分子の並進の自由度から来る温度がになるようにするには、衝突エネルギー $E_{\rm coli}=\frac{1}{2} g k_{\rm B} T$ (g=6) とすると、加速後の第1分子の速度VELMAXと加速度ACC0を

$\displaystyle {\rm VELMAX}$	$\textstyle =$	$\displaystyle \frac{1}{M_{1}} \sqrt{\frac{2 M_{1} M_{2}}{M_{1} + M_{2}} E_{\rm coli}} [{\rm a.u}]$	(11)
$\displaystyle {\rm ACC0}$	$\textstyle =$	$\displaystyle \frac{{\rm VELMAX}} {k \times \Delta t[{\rm a.u}]} [{\rm a.u}]$	(12)

と計算する。ここで、 $M_{1}$ と $M_{2}$ は加速する2つの分子の質量である。 VELMAXとACC0は、標準出力ファイルへ出力される。 VELMAX中の3の因子は、分子の並進の自由度が3であることから来る因子である。ここで設定した温度が、MDの出力で得られる温度とは異なることに注意する必要がある。MDの出力で得られる温度は、通常、 3

(

は原子数)の自由度を想定して温度換算を行っているからである。フラグが.true.の時には、最初のMDステップから等加速度ACC0の運動が開始される。IACCは、各原子の加速向きを上で与えたベクトルの方向ACCVEC(I,1,1)に対して正または負の向きを指示する値である。 (第1番目の種類の第1番目の原子が含まれる分子(第1分子)を1として、第2分子に含まれる原子を-1にしておく。) 第1番目の種類の第1番目の原子の加速度方向の速度の大きさが、VELMAXを越えると加速度は、ゼロとされ分子の加速が終了する。

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