JP2019089920A - Production system, method and program of crosslinkage model - Google Patents

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Abstract

To exhibit proper physical quantity in which a bond of a crosslinking agent is heterogenic to one polymer model and a plurality of polymer models are bound.SOLUTION: A system has a reaction treatment execution part 11 for executing a reaction treatment binding a polymer particle 2 and a crosslinking agent particle 3 at set crosslinking probability, a binding condition set part 12 for setting either a binding possible condition or a binding impossible condition used in a next reaction treatment on the crosslinking agent particle 3 already bound to the polymer particle 2, and a crosslinking probability changing part 13. The binding possible condition makes binding of the crosslinking agent particle 3 possible, and a prescribed number N1 of the polymer particles 2b around the polymer particles 2a bound thereto impossible. The binding impossible condition makes binding of the crosslinking agent particle 3 and the polymer particles 2a bound thereto impossible. The crosslinking probability changing part 13 makes crosslinking probability T2 of a prescribed number N2 of the polymer particles 2b with polymer particles 2a made binding impossible as a center higher than crosslinking probability T1 of other polymer particles 2c.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、分子動力学計算により粘弾性を算出するために利用される架橋モデルの生成システム、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a crosslink model generation system, method and program used to calculate viscoelasticity by molecular dynamics calculation.

例えば未加硫ゴムに硫黄等の架橋剤を加えて加硫する加硫ゴムについて、実験により架橋分布を観察するのは困難である。架橋分布が粘弾性に影響を与えることは知られており、CAE(Computer Aided Engineering)を用いたコンピュータシミュレーションで粒子の架橋分布と粘弾性の関連性を解析できれば、研究開発を進めるうえで好ましいと考えられる。   For example, it is difficult to observe the cross-linking distribution by experiment for a vulcanized rubber which is vulcanized by adding a crosslinking agent such as sulfur to unvulcanized rubber. It is known that the cross-linking distribution affects the viscoelasticity, and if it is possible to analyze the relationship between the cross-linking distribution of particles and the viscoelasticity by computer simulation using CAE (Computer Aided Engineering), it is preferable to advance research and development. Conceivable.

複数のポリマー粒子が数珠繋ぎとなったポリマーモデルと、架橋剤粒子とが結合した架橋モデルを生成する一つの方法として、複数のポリマー粒子が数珠繋ぎとなったポリマーモデルに対し、全てのポリマー粒子を架橋剤粒子と結合可能に設定し、分子動力学計算により架橋処理(反応処理)を実行することが知られている。反応処理において、ポリマーモデルを構成するポリマー粒子と所定距離以内にある架橋剤粒子とが所定確率で結合される。   As a method of generating a cross-linking model in which a plurality of polymer particles are linked by beads and a crosslinking model in which cross-linking agent particles are linked, all polymer particles are cross-linked to a polymer model in which multiple polymer particles are linked by beads It is known to carry out a crosslinking process (reaction process) by molecular dynamics calculation, which is set to be capable of binding to an agent particle. In the reaction process, polymer particles constituting the polymer model and crosslinker particles within a predetermined distance are bonded with a predetermined probability.

架橋モデルを生成する別の方法として、例えば非特許文献1には、ポリマーモデルに対し、架橋可能な粒子を指定することが開示されている。架橋可能粒子の設定は、架橋可能粒子の間に配置する架橋不可能な粒子の数を指定することにより行う。これによれば、例えば、架橋可能な粒子が1個目、80個目と指定された場合、その間の粒子は、架橋不可能な粒子として設定される。架橋可能な粒子間に配置する架橋不可能な粒子の数を変化させることによって、架橋の分布を不均一にすることが開示されている。   As another method of generating a crosslinking model, for example, Non-Patent Document 1 discloses that crosslinkable particles are specified for a polymer model. The setting of the crosslinkable particles is performed by specifying the number of non-crosslinkable particles disposed between the crosslinkable particles. According to this, for example, when the first and 80th crosslinkable particles are designated, the particles in between are set as non-crosslinkable particles. It is disclosed to make the distribution of crosslinks non-uniform by changing the number of non-crosslinkable particles placed between the crosslinkable particles.

ポリマーモデルに対して、架橋剤粒子が不均一に結合した不均一架橋モデルを生成するという要求がある。しかしながら、上記2つの方法により生成される架橋モデルは、直鎖状のポリマーモデルに対して、架橋剤粒子が均一に結合しており、上記2つの方法では、不均一架橋モデルを生成することができない。   There is a requirement for the polymer model to produce a heterogeneous crosslink model in which the crosslinker particles are nonuniformly bonded. However, in the cross-linking model produced by the above two methods, cross-linker particles are uniformly bonded to a linear polymer model, and in the above two methods, a non-uniform cross-linking model can be generated. Can not.

不均一架橋モデルを生成する一つの方法として、特許文献1には、ポリマーモデルに対して、少なくとも3つの連続する優先架橋粒子を設定し、優先架橋粒子は他の粒子よりも架橋確率が高く設定されることが記載されている。これにより、ポリマーモデルに対して不均一な架橋分布を持つ不均一架橋モデルを生成できるとの記載がある。   As a method of generating a heterogeneous crosslinking model, in Patent Document 1, at least three continuous preferential crosslinking particles are set to the polymer model, and the preferential crosslinking particles are set to have a higher crosslinking probability than other particles. It is stated that it is done. It is described that this makes it possible to generate a heterogeneous crosslinking model having a heterogeneous distribution of crosslinking with respect to the polymer model.

しかしながら、特許文献1の方法により生成した不均一架橋モデルを用いてSS曲線(stress-strain curve;応力−ひずみ曲線)を求めたところ、ひずみの増加に伴う応力の増加が発現しない現象が発生した。これは、架橋剤粒子が1つのポリマーモデルに対して不均一に結合しているが、ポリマーモデル同士が架橋しておらず、系全体が結合していないことが原因と考えられる。これは、一つのポリマーモデルにおいて短距離の分子内ループ構造が形成されており、分子内ループ構造を形成するために架橋剤粒子が浪費されたため、複数のポリマーモデル同士が互いに結合していない状態であると考えられる。分子内ループ構造は、図4(d)に示すように、隣接する2つのポリマー粒子2に一つの架橋剤粒子3が結合した構造である。   However, when the SS curve (stress-strain curve; stress-strain curve) was determined using the heterogeneous crosslinking model generated by the method of Patent Document 1, a phenomenon in which an increase in stress did not occur with an increase in strain occurred. . It is considered that this is because the crosslinker particles are nonuniformly bonded to one polymer model, but the polymer models are not crosslinked and the entire system is not bonded. This is because a short distance intramolecular loop structure is formed in one polymer model, and crosslinker particles are wasted to form the intramolecular loop structure, so a plurality of polymer models do not bond to each other. It is considered to be. The intramolecular loop structure is a structure in which one crosslinker particle 3 is bonded to two adjacent polymer particles 2 as shown in FIG. 4 (d).

特開2015−187189号公報JP, 2015-187189, A

平成21年度〜平成23年度成果報告書 ナノテク・先端部材実用化研究開発「三次元ナノ階層構造制御による超低燃費タイヤ用ゴム材料の研究開発」,平成24年2月,独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構,8〜9頁FY 2009-FY 2011 Achievement Report Nanotechnology / Advanced materials practical research and development "R & D of rubber material for ultra-low fuel consumption tire by three-dimensional nano hierarchical structure control", February 2012, new administrative agency new energy · National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, pages 8-9

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、1つのポリマーモデルに対する架橋剤粒子の結合が不均一であり、且つ、複数のポリマーモデルが結合して適切な物理量が発現可能な、架橋モデルの生成システム、方法及びプログラムを提供することである。   The present invention has been made in view of such problems, and the purpose thereof is that bonding of crosslinker particles to one polymer model is not uniform and plural polymer models are combined. It is an object of the present invention to provide a generation system, method and program of a crosslinking model capable of expressing various physical quantities.

本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。   The present invention takes the following measures to achieve the above object.

すなわち、本発明の架橋モデルの生成システムは、
複数のポリマー粒子が直鎖状又は分岐状に連なる複数のポリマーモデルと、複数の架橋剤粒子と、を有し、ポリマーモデルと架橋剤粒子とが結合した架橋モデルを生成するシステムであって、
予め設定された解析条件に基づいて分子動力学計算を行い、所定のタイミングで互いに所定距離以内にあるポリマー粒子と架橋剤粒子とを、前記ポリマー粒子に設定された架橋確率で結合させる反応処理を繰り返し実行する反応処理実行部と、
ポリマー粒子と既に結合している架橋剤粒子に対して、次の反応処理で用いる条件に、結合可能条件及び結合不可条件のいずれかを設定する結合条件設定部と、
前記ポリマー粒子に設定されている架橋確率を変更する架橋確率変更部と、を備え、
前記結合可能条件は、架橋剤粒子を結合可能とし、且つ、当該架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を中心とする所定数のポリマー粒子を結合不可能とする条件であり、
前記結合不可条件は、架橋剤粒子及び当該架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を結合不可とする条件であり、
前記架橋確率変更部は、前記結合不可条件が設定された架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を中心とする所定数のポリマー粒子の架橋確率を、他のポリマー粒子の架橋確率よりも高くなるように変更する。
That is, the generation system of the crosslinking model of the present invention is
A system having a plurality of polymer models in which a plurality of polymer particles are linked in a linear or branched manner, and a plurality of crosslinker particles, and generating a crosslink model in which the polymer model and the crosslinker particles are combined,
A molecular dynamics calculation is performed based on analysis conditions set in advance, and a reaction process is performed in which polymer particles and crosslinker particles within a predetermined distance from each other at a predetermined timing are bonded to the polymer particles with the crosslinking probability set. Reaction processing execution units that are repeatedly executed;
And a bonding condition setting unit that sets any of bondable conditions and non-bondable conditions to the conditions used in the next reaction process for the crosslinker particles already bonded to the polymer particles,
And a crosslinking probability changing unit configured to change the crosslinking probability set to the polymer particle,
The bondable conditions are conditions that make it possible to bond the crosslinker particles and make it impossible to bond a predetermined number of polymer particles centered on the polymer particles bonded to the crosslinker particles,
The non-bonding condition is a condition that makes the cross-linker particle and the polymer particle bonded to the cross-linker particle non-bonded.
The crosslinking probability changing unit is configured to make the crosslinking probability of a predetermined number of polymer particles centering on the polymer particles bonded to the crosslinking agent particles for which the non-bonding condition is set higher than the crosslinking probability of other polymer particles. change.

このように、結合可能条件及び結合不可条件を設定することで、ポリマー粒子に既に結合した架橋剤粒子が近くのポリマー粒子に結合することを防止でき、分子内ループ構造の発生を抑制できる。
結合可能条件を設定することで、既に結合した架橋剤粒子が他のポリマー粒子に結合することができ、一つの架橋剤粒子が複数のポリマー粒子に結合するように反応処理を継続することができる。
結合不可条件を設定することで、架橋剤粒子が結合したポリマー粒子に近い位置にあるポリマー粒子に他の架橋剤粒子が結合でき、ポリマーモデルにおいて架橋剤粒子が結合可能な箇所を十分に確保でき、適切な物理量を発現させるための粒子の結合を増大可能となる。
結合不可条件が設定された架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を中心とする所定数のポリマー粒子の架橋確率を、他のポリマー粒子の架橋確率よりも高くなるように変更するので、1つのポリマーモデルに対する架橋剤粒子の結合を不均一にすることが可能となる。
したがって、1つのポリマーモデルに対する架橋剤粒子の結合が不均一であり、且つ、複数のポリマーモデルが結合して適切な物理量を発現可能となる。
In this way, by setting the bondable condition and the bondable condition, it is possible to prevent the crosslinker particle already bonded to the polymer particle from bonding to the nearby polymer particle, and to suppress the occurrence of the intramolecular loop structure.
By setting possible binding conditions, the crosslinker particles already bonded can be bonded to another polymer particle, and the reaction process can be continued so that one crosslinker particle is bonded to a plurality of polymer particles. .
By setting the non-bonding condition, other crosslinker particles can be bonded to the polymer particle in a position close to the polymer particle to which the crosslinker particles are bonded, and a site where the crosslinker particles can be bonded can sufficiently be secured in the polymer model. Thus, it is possible to increase the binding of particles to express an appropriate physical quantity.
One polymer model, since the probability of cross-linking of a given number of polymer particles centered on polymer particles bound to crosslinker particles for which non-binding conditions have been set is modified to be higher than the probability of cross-linking of other polymer particles. It is possible to make the bonding of the crosslinker particles uneven.
Therefore, the bonding of the crosslinker particles to one polymer model is not uniform, and a plurality of polymer models can be linked to express an appropriate physical quantity.

本発明の架橋モデルを生成するシステムを示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram illustrating a system for generating a crosslinking model of the present invention. ポリマーモデルを構成するポリマー粒子及び架橋剤粒子に対して設定される、架橋確率、結合可能条件及び結合不可条件に関する説明図。Explanatory drawing regarding the crosslinking probability, bondable conditions, and bond impossible conditions set with respect to the polymer particle which comprises a polymer model, and a crosslinking agent particle. 本発明の生成システムで実行されるモデル生成処理ルーチンを示すフローチャート。The flowchart which shows the model production | generation process routine performed with the production | generation system of this invention. (a)比較例1のポリマー粒子の結合条件を示す図。(b)比較例2のポリマー粒子の結合条件を示す図。(c)短距離の分子内ループ構造を示す図。(A) The figure which shows the bonding conditions of the polymer particle of the comparative example 1. FIG. (B) A diagram showing the bonding conditions of the polymer particles of Comparative Example 2. (C) A diagram showing a short distance intramolecular loop structure. 本発明のシステム及び方法により得られる架橋モデルと従来技術の架橋モデルによる架橋剤粒子の動径分布関数を示す図。FIG. 3 shows the radial distribution function of the crosslinker particles according to the crosslink model obtained by the system and method of the present invention and the crosslink model of the prior art. 本発明のシステム及び方法により得られる架橋モデルと従来技術の架橋モデルによる応力−伸長比曲線を示す図。FIG. 5 shows stress-elongation ratio curves from a crosslink model obtained by the system and method of the present invention and a crosslink model according to the prior art.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

[架橋モデルの生成システム]
本実施形態のシステムは、分子動力学計算により粘弾性を算出するために利用される、分子動力学計算用の架橋モデルを生成するシステム(装置)である。架橋モデルは、例えば硫黄などの架橋剤と、高分子とを架橋したゴムが挙げられる。架橋剤は、架橋剤粒子として表現され、高分子は、複数のポリマーモデルが直鎖状又は分岐状に連なったポリマーモデルとして表現される。
[Generation system of bridge model]
The system of the present embodiment is a system (apparatus) that generates a crosslink model for molecular dynamics calculation, which is used to calculate the viscoelasticity by molecular dynamics calculation. The crosslinking model includes, for example, a rubber obtained by crosslinking a crosslinking agent such as sulfur with a polymer. The crosslinking agent is expressed as crosslinking agent particles, and the polymer is expressed as a polymer model in which a plurality of polymer models are linked in a linear or branched manner.

図1に示すように、システム1は、初期設定部10と、反応処理実行部11と、結合条件設定部12と、架橋確率変更部13と、を有する。これら各部10〜13は、CPU、メモリ、各種インターフェイス等を備えたパソコン等の情報処理装置において予め記憶されている図3に示すモデル生成処理ルーチンをCPUが実行することによりソフトウェア及びハードウェアが協働して実現される。   As shown in FIG. 1, the system 1 includes an initial setting unit 10, a reaction processing execution unit 11, a coupling condition setting unit 12, and a crosslinking probability changing unit 13. Each of these units 10 to 13 has the cooperation of software and hardware when the CPU executes a model generation processing routine shown in FIG. 3 stored in advance in an information processing apparatus such as a personal computer having a CPU, a memory, various interfaces and the like. It is realized by working.

図1に示す初期設定部10は、キーボードやマウス等の既知の操作部を介してユーザからの操作を受け付け、ポリマーモデルに関する情報の設定、硫黄等の架橋剤に関する設定、架橋に必要となる分子動力学計算に用いる各種解析条件の設定を実行し、これらをメモリに記憶する。   The initial setting unit 10 shown in FIG. 1 receives an operation from the user via a known operation unit such as a keyboard or a mouse, sets information on the polymer model, sets the crosslinking agent such as sulfur, and molecules required for crosslinking. The setting of various analysis conditions used for dynamics calculation is executed, and these are stored in the memory.

図1に示す初期設定部10は、図2(a)に示す直鎖状のポリマーモデルを構成する各々のポリマー粒子2(図中では丸で示す)に対し、図2(b)に示す架橋剤粒子3(図中では塗りつぶし円で示す)と架橋する確率を表す所定の第1架橋確率T1を設定する。
なお、本実施形態では、複数の粒子が直列接続された直鎖状のモデルを例に挙げているが、これに限定されない。例えば、分岐を有する分岐状のモデルでもよい。
The initial setting unit 10 shown in FIG. 1 is cross-linked in FIG. 2 (b) with respect to each of the polymer particles 2 (indicated by circles in the figure) constituting the linear polymer model shown in FIG. 2 (a). A predetermined first crosslinking probability T1 representing the probability of crosslinking with the agent particle 3 (indicated by a filled circle in the drawing) is set.
In addition, in this embodiment, although the linear model in which several particle | grains were connected in series is mentioned as an example, it is not limited to this. For example, it may be a branched model having a branch.

図1に示す反応処理実行部11は、予め設定された解析条件に基づいて分子動力学計算を行い、所定のタイミングで反応処理を実行する。所定のタイミングの一例として、解析上の所定時間が経過する時が挙げられる。反応処理は、所定のタイミングで互いに所定距離以内にあるポリマー粒子2と架橋剤粒子3とを、ポリマー粒子2に設定された架橋確率(第1架橋確率T1、第2架橋確率T2)で結合させる反応処理を繰り返し実行する。   The reaction process execution part 11 shown in FIG. 1 performs molecular dynamics calculation based on analysis conditions set in advance, and executes the reaction process at a predetermined timing. As an example of the predetermined timing, there is a time when a predetermined time on analysis has elapsed. The reaction process combines the polymer particles 2 and the crosslinker particles 3 within a predetermined distance with each other at a predetermined timing, with the crosslinking probability (first crosslinking probability T1, second crosslinking probability T2) set for the polymer particles 2 Repeat the reaction process.

図1に示す結合条件設定部12は、図2(c)に示すように、ポリマー粒子2に既に結合している架橋剤粒子3に対して、次の反応処理で用いる条件に、結合可能条件及び結合不可条件のいずれかを設定する。図2(c)は、結合可の粒子を塗りつぶさず、結合不可の粒子を斜線で塗りつぶして示している。本実施形態では、結合可能条件及び結合不可条件のいずれかをランダムで設定しているが、これに限定されない。例えば、順番に割り振るなどの所定のルールに基づいてもよい。   As shown in FIG. 2 (c), the bonding condition setting unit 12 shown in FIG. 1 is capable of bonding to the crosslinker particles 3 already bonded to the polymer particles 2 under the conditions used in the next reaction process. And set one of the unjoinable conditions. FIG. 2 (c) shows the unbondable particles without hatching, without filling the unbondable particles. In the present embodiment, one of the combining condition and the non-binding condition is set at random, but it is not limited to this. For example, it may be based on a predetermined rule such as allocation in order.

結合可能条件は、同2(c)に示すように、架橋剤粒子3を結合可能とし、且つ、この架橋剤粒子3と結合したポリマー粒子2aを中心とする所定数N1(図示では4つ)のポリマー粒子2bを結合不可能とする条件である。その他のポリマー粒子2cは、結合可能である。本実施形態では、所定数N1は4に設定しているが、適宜変更可能である。   As shown in FIG. 2 (c), the condition capable of being combined enables the crosslinker particles 3 to be combined, and a predetermined number N1 (four in the figure) centering on the polymer particles 2a combined with the crosslinker particles 3 The conditions under which the polymer particles 2b of (1) can not be bonded. The other polymer particles 2c can be bonded. In the present embodiment, the predetermined number N1 is set to four, but can be changed as appropriate.

結合不可条件は、架橋剤粒子3及びこの架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを結合不可とする条件である。その他のポリマー粒子2b、2cは、結合可能である。   The non-bonding conditions are conditions under which the crosslinker particles 3 and the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 can not be bonded. The other polymer particles 2b, 2c are attachable.

図1に示す架橋確率変更部13は、ポリマー粒子2に設定されている架橋確率を変更する。具体的には、図2(c)に示すように、結合不可条件が設定された架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを中心とする所定数N2のポリマー粒子2bの架橋確率T2を、他のポリマー粒子2cの架橋確率T1よりも高くなるように変更する。本実施形態では、所定数N2は3に設定しているが、適宜変更可能である。   The crosslinking probability changing unit 13 shown in FIG. 1 changes the crosslinking probability set for the polymer particle 2. Specifically, as shown in FIG. 2C, the crosslinking probability T2 of the polymer particles 2b of a predetermined number N2 centered on the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 for which binding impossible conditions are set, It changes so that it may become higher than the crosslinking probability T1 of the polymer particle 2c. In the present embodiment, the predetermined number N2 is set to 3, but it can be changed as appropriate.

図1に示す結合条件設定部12が、ポリマー粒子2に既に結合している全ての架橋剤粒子3に対して結合条件を設定する。その後又はそれと同時に、架橋確率変更部13が、所定数N2のポリマー粒子2bの架橋確率T2を、他のポリマー粒子2cの架橋確率T1よりも高くなるように変更する。その後に、反応処理実行部11が、分子動力学計算を行い、所定のタイミングで次の反応処理を実行する。全ての架橋剤粒子3が、一つの架橋剤粒子3あたり所定数(本実施形態では2つ)のポリマー粒子2に結合するまで、上記結合条件設定部12による結合条件の設定と、架橋確率変更部13による架橋確率の変更と、結合条件を用いた反応処理実行部11による反応処理の実行とが繰り返される。   The bonding condition setting unit 12 shown in FIG. 1 sets bonding conditions for all the crosslinker particles 3 already bonded to the polymer particles 2. Thereafter or simultaneously, the crosslinking probability changing unit 13 changes the crosslinking probability T2 of the predetermined number N2 of polymer particles 2b to be higher than the crosslinking probability T1 of the other polymer particles 2c. Thereafter, the reaction process execution unit 11 performs molecular dynamics calculation, and executes the next reaction process at a predetermined timing. The setting of bonding conditions by the bonding condition setting unit 12 and the change of the crosslinking probability until all the crosslinker particles 3 are bonded to a predetermined number (two in the present embodiment) of polymer particles 2 per one crosslinker particle 3 The change of the crosslinking probability by the unit 13 and the execution of the reaction process by the reaction process execution unit 11 using the coupling condition are repeated.

[架橋モデルの生成方法]
上記システム1を用いて架橋モデルを生成する方法について図3を用いて説明する。
[Method of generating a crosslinking model]
A method of generating a crosslinking model using the above system 1 will be described with reference to FIG.

まず、ステップST1において、図1に示す初期設定部10は、設定されたデータに基づいて、図2(a)に例示するような、ポリマーモデルを構成する全てのポリマー粒子2に、架橋剤粒子3と架橋する確率を示す所定の第1架橋確率T1を設定する。   First, in step ST1, the initial setting unit 10 shown in FIG. 1 is based on the set data, as shown in FIG. 2 (a), for all the polymer particles 2 constituting the polymer model, the crosslinker particles A predetermined first crosslinking probability T1 indicating the probability of crosslinking with 3 is set.

次のステップST2において、図1に示す反応処理実行部11は、予め設定された解析条件に基づいて分子動力学計算を行い、所定のタイミングで互いに所定距離以内にあるポリマー粒子2と架橋剤粒子3とを、ポリマー粒子2に設定された架橋確率(第1架橋確率T1)で結合させる反応処理を実行する。   In the next step ST2, the reaction processing execution unit 11 shown in FIG. 1 performs molecular dynamics calculation based on analysis conditions set in advance, and polymer particles 2 and crosslinker particles within a predetermined distance from each other at predetermined timing. A reaction process is carried out in which 3 and 3 are bonded to the polymer particle 2 with the crosslinking probability (first crosslinking probability T1).

具体的に、本実施形態では、分子動力学の計算にLAMMPS(Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)を使用している。LAMMPSにおいて、次のコマンドを実行することにより、第1架橋確率T1の設定および反応処理を実行する。
fix BOND all bond/create 1000 2 3 1.1 prob 0.8 123 iparam 3 4 jparam 2 4
ここでは、各粒子に識別子を付与している。識別子「2」はポリマー粒子2を意味し、識別子「3」は架橋剤粒子3を意味する。このコマンドでは、解析上で所定時間(1000ステップ)経過したときに、識別子「2」である架橋剤粒子3と、識別子「3」であるポリマー粒子2との結合について、所定距離を1.1とし、第1架橋確率T1は0.8としている。iparamの次の3はポリマー粒子の最大結合数、4は反応後の識別子を表す。つまり、識別子「2」であるポリマー粒子2は、結合数が3になると識別子「4」と変化し、架橋反応の対象から外れる。また、jparamの次の2は架橋粒子の最大結合数、4は反応後の識別子を表す。識別子「3」である架橋粒子3は、結合数が2になると識別子「4」と変化し、架橋反応の対象から外れる。
Specifically, in the present embodiment, LAMMPS (Large-scale Atomic / Molecularly Massively Parallel Simulator) is used for calculation of molecular dynamics. In LAMMPS, setting and reaction processing of the first crosslinking probability T1 are performed by executing the following command.
fix BOND all bond / create 1000 2 3 1.1 prob 0.8 123 iparam 3 4 jparam 2 4
Here, an identifier is assigned to each particle. The identifier “2” means polymer particles 2 and the identifier “3” means crosslinker particles 3. In this command, when a predetermined time (1000 steps) has elapsed in analysis, a predetermined distance is set to 1.1 for the bond between the crosslinker particle 3 having the identifier "2" and the polymer particle 2 having the identifier "3", The first crosslinking probability T1 is 0.8. The next 3 in iparam represents the maximum number of bonded polymer particles, and 4 represents the identifier after reaction. That is, when the number of bonds is 3, the polymer particle 2 having the identifier "2" changes to the identifier "4" and is excluded from the target of the crosslinking reaction. Also, 2 following jparam represents the maximum number of bonds of crosslinked particles, and 4 represents an identifier after reaction. The crosslinked particles 3 having the identifier “3” change to the identifier “4” when the number of bonds is 2, and are excluded from the target of the crosslinking reaction.

次のステップST3において、図1に示す結合条件設定部12は、ポリマー粒子2と既に結合している架橋剤粒子3に対して、次の反応処理で用いる条件に、結合可能条件及び結合不可条件のいずれかを設定する。本実施形態では、ランダムに設定している。   In the next step ST3, the bonding condition setting unit 12 shown in FIG. 1 is capable of bonding and not being bondable to the conditions used in the next reaction process with respect to the crosslinker particles 3 already bonded to the polymer particles 2. Set one of the In this embodiment, they are set randomly.

次のステップST3’において、図1に示す架橋確率変更部13は、結合不可条件が設定された架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを中心とする所定数N2(図中では3つ)のポリマー粒子2bの架橋確率T2を、他のポリマー粒子2cの架橋確率T1よりも高くなるように変更する。   In the next step ST3 ', the crosslinking probability changing unit 13 shown in FIG. 1 is a predetermined number N2 (three in the figure) centered on the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 for which the non-bonding conditions are set. The crosslinking probability T2 of the polymer particles 2b is changed to be higher than the crosslinking probability T1 of the other polymer particles 2c.

ステップST3で行う結合条件の設定及びステップST3’で行う架橋確率の変更は、ポリマー粒子2と既に結合している全ての架橋剤粒子3に対して行われるまで(ST4:YES)、繰り返し実行される(ST4:NO)。   The setting of the bonding conditions performed in step ST3 and the change in the crosslinking probability performed in step ST3 ′ are repeatedly performed until it is performed for all the crosslinker particles 3 already bonded to the polymer particles 2 (ST4: YES). (ST4: NO).

次のステップST5において、所定の終了条件が成立するかを判定し、所定の終了条件が成立していないと判定した場合(ST5:NO)は、ステップST2に移り、反応処理実行部11は、条件に従って分子動力学計算及び反応処理を実行する(ST2)。所定の終了条件が成立していると判定した場合(ST5:YES)は、架橋モデルが生成されているので、モデル生成処理を終了する。本実施形態における所定の終了条件は、全ての架橋剤粒子3は、一つの架橋剤粒子3あたり所定数(2つ)のポリマー粒子2に結合したこと、に設定しているが、適宜設定可能である。   In the next step ST5, it is determined whether a predetermined termination condition is satisfied, and when it is determined that the predetermined termination condition is not satisfied (ST5: NO), the process proceeds to step ST2, and the reaction process execution unit 11 Molecular dynamics calculation and reaction processing are performed according to the conditions (ST2). If it is determined that the predetermined termination condition is satisfied (ST5: YES), the model generation processing is terminated because the crosslinking model is generated. The predetermined termination conditions in the present embodiment are set such that all the crosslinker particles 3 are bonded to a predetermined number (two) of polymer particles 2 per one crosslinker particle 3, but can be set as appropriate. It is.

上記システム及び方法の有効性を確認するために、次に述べる架橋モデルを生成し、当該架橋モデルを用いて分子動力学計算を行い、応力−伸長比の曲線を得た。下記のいずれもポリマー長さは等しくしてある。   In order to confirm the effectiveness of the above system and method, a crosslink model described below was generated, and molecular dynamics calculations were performed using the crosslink model to obtain a stress-extension ratio curve. In all of the following, the polymer lengths are equal.

比較例1
100個のポリマー粒子2が連なった100個のポリマーモデルに対して、400個の架橋剤粒子3を全て結合させるとした。
図4(a)に示すように、全ての全ポリマー粒子が架橋剤粒子3と同じ確率T1で反応するように同一確率に設定し、架橋モデルを生成した。
Comparative Example 1
All of the 400 crosslinker particles 3 were bonded to a 100 polymer model in which 100 polymer particles 2 are connected.
As shown in FIG. 4A, the crosslinking probability was set such that all the polymer particles react with the crosslinking agent particles 3 with the same probability T1 to generate a crosslinking model.

比較例2
図4(b)に示すように、非特許文献1の記載に基づき、ポリマーモデルに対し、架橋可能なポリマー粒子2を10間隔で設定し、その他の粒子2を架橋不可能なポリマー粒子に設定し、架橋モデルを生成した。斜線で塗りつぶしたポリマー粒子2が結合不可であり、斜線で塗りつぶしていないポリマー粒子2は結合可能であることを示す。
Comparative example 2
As shown in FIG. 4 (b), based on the description of Non-Patent Document 1, crosslinkable polymer particles 2 are set at 10 intervals with respect to the polymer model, and other particles 2 are set as non-crosslinkable polymer particles. And produced a cross-linking model. The hatched polymer particles 2 are not bondable, and the unshaded polymer particles 2 are bondable.

比較例3
図4(c)に示すように、特許文献1の記載に基づき、ポリマーモデルに対して、5つの連続する優先架橋ポリマー粒子2に架橋確率T2を設定し、その他のポリマー粒子2の架橋確率はT1とし、架橋モデルを生成した。T2>T1である。
Comparative example 3
As shown in FIG. 4 (c), based on the description of Patent Document 1, the crosslinking probability T2 is set to five continuous preferential crosslinked polymer particles 2 with respect to the polymer model, and the crosslinking probability of the other polymer particles 2 is T1 was used to generate a crosslinking model. T2> T1.

実施例1
本発明に述べる装置及び方法を用いて、架橋モデルを生成した。
Example 1
A cross-linking model was generated using the apparatus and method described in the present invention.

図5は、比較例1〜3及び実施例1それぞれについて架橋剤粒子3の動径分布関数を示す。比較例1、2は、架橋剤粒子3の動径分布関数が1を中心に脈動しているので、架橋剤粒子3が均一に結合した均一架橋モデルであることが分かる。これらに対して、比較例3及び実施例1は、架橋剤粒子3の動径分布関数が1を超えるピークを持つことから、架橋剤粒子3が不均一に結合した不均一架橋モデルであることが分かる。   FIG. 5 shows the radial distribution function of the crosslinker particles 3 for Comparative Examples 1 to 3 and Example 1, respectively. In Comparative Examples 1 and 2, since the radial distribution function of the crosslinker particles 3 pulsates around 1, it can be seen that the crosslinker particles 3 are uniformly bonded in a uniform crosslink model. On the other hand, Comparative Example 3 and Example 1 are inhomogeneous crosslinking models in which the crosslinker particles 3 are nonuniformly bonded because the radial distribution function of the crosslinker particles 3 has a peak exceeding 1. I understand.

図6は、比較例1〜3と実施例1それぞれについて、応力−伸長比の曲線を示す。図6によれば、実施例1は、不均一架橋であり、伸長比に対する応力の立ち上がりが早く、適切な物理量を発現している。比較例1は、分子内ループ構造があるためか、はじめの応力が小さく、比較例2よりも不均一のため、応力の立ち上がりが早い。比較例2は、均一架橋のため、応力の立ち上がりが遅い。比較例3は、ポリマーモデルの自分自身との架橋が多く、応力が低架橋形態となっている。
よって、本発明によれば、1つのポリマーモデルに対する架橋剤粒子の結合が不均一であり、且つ、複数のポリマーモデルが結合して適切な物理量が発現可能となる。
FIG. 6 shows stress-extension ratio curves for Comparative Examples 1 to 3 and Example 1, respectively. According to FIG. 6, Example 1 is heterogeneous crosslinking, and the rise of the stress with respect to the elongation ratio is fast, and an appropriate physical quantity is expressed. The comparative example 1 has a small initial stress, probably because of the presence of the intramolecular loop structure, and the non-uniformness compared with the comparative example 2 makes the stress rise faster. The comparative example 2 has a slow rise in stress due to uniform crosslinking. In Comparative Example 3, the polymer model has a lot of crosslinking with itself, and the stress is in a low crosslinking form.
Therefore, according to the present invention, the bonding of the crosslinker particles to one polymer model is nonuniform, and a plurality of polymer models can be bonded to develop an appropriate physical quantity.

以上のように、本実施形態の架橋モデルの生成システムは、
複数のポリマー粒子2が直鎖状又は分岐状に連なる複数のポリマーモデルと、複数の架橋剤粒子3と、を有し、ポリマーモデルと架橋剤粒子3とが結合した架橋モデルを生成するシステムであって、
予め設定された解析条件に基づいて分子動力学計算を行い、所定のタイミングで互いに所定距離以内にあるポリマー粒子2と架橋剤粒子3とを、ポリマー粒子2に設定された架橋確率T1で結合させる反応処理を繰り返し実行する反応処理実行部11と、
ポリマー粒子2と既に結合している架橋剤粒子3に対して、次の反応処理で用いる条件に、結合可能条件及び結合不可条件のいずれかを設定する結合条件設定部12と、
ポリマー粒子2に設定されている架橋確率を変更する架橋確率変更部13と、を備え、
結合可能条件は、架橋剤粒子3を結合可能とし、且つ、架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを中心とする所定数N1のポリマー粒子2bを結合不可能とする条件であり、
結合不可条件は、架橋剤粒子3及び架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを結合不可とする条件であり、
架橋確率変更部13は、結合不可条件が設定された架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを中心とする所定数N2のポリマー粒子2bの架橋確率T2を、他のポリマー粒子2cの架橋確率T1よりも高くなるように変更する。
As described above, the generation system of the crosslinking model of the present embodiment is
In a system having a plurality of polymer models in which a plurality of polymer particles 2 are linked in a linear or branched manner, and a plurality of crosslinker particles 3, and generating a crosslink model in which the polymer model and the crosslinker particles 3 are combined. There,
Molecular dynamics calculation is performed based on analysis conditions set in advance, and polymer particles 2 and crosslinker particles 3 within a predetermined distance from each other at predetermined timing are bonded to polymer particles 2 with a crosslinking probability T1 set. A reaction processing execution unit 11 that repeatedly executes the reaction processing;
A bonding condition setting unit 12 for setting any one of bonding possible conditions and bonding impossible conditions to the conditions used in the next reaction process for the crosslinker particles 3 already bonded to the polymer particles 2;
And a crosslinking probability changing unit 13 for changing the crosslinking probability set to the polymer particle 2;
The bondable conditions are conditions under which the crosslinker particles 3 can be bonded and the polymer particles 2b of a predetermined number N1 centering on the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 can not be bonded,
The non-bonding conditions are conditions under which the crosslinker particles 3 and the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 can not be bonded,
The crosslinking probability changing unit 13 sets the crosslinking probability T2 of the polymer particles 2b of a predetermined number N2 centered on the polymer particles 2a bonded to the crosslinking agent particles 3 for which binding impossible conditions are set to the crosslinking probability T1 of the other polymer particles 2c. Change to be higher than

本実施形態の架橋モデルの生成方法は、
複数のポリマー粒子2が直鎖状又は分岐状に連なる複数のポリマーモデルと、複数の架橋剤粒子3と、を有し、ポリマーモデルと架橋剤粒子3とが結合した架橋モデルを生成するシステムであって、
予め設定された解析条件に基づいて分子動力学計算を行い、所定のタイミングで互いに所定距離以内にあるポリマー粒子2と架橋剤粒子3とを、ポリマー粒子2に設定された架橋確率T1で結合させる反応処理を繰り返し実行するステップST2と、
ポリマー粒子2と既に結合している架橋剤粒子3に対して、次の反応処理で用いる条件に、結合可能条件及び結合不可条件のいずれかを設定するステップST3と、
前記ポリマー粒子に設定されている架橋確率を変更するステップST3’と、を含み、
結合可能条件は、架橋剤粒子3を結合可能とし、且つ、架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを中心とする所定数N1のポリマー粒子2bを結合不可能とする条件であり、
結合不可条件は、架橋剤粒子3及び架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを結合不可とする条件であり、
架橋確率を変更するステップST3’は、結合不可条件が設定された架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを中心とする所定数N2のポリマー粒子2bの架橋確率T2を、他のポリマー粒子2cの架橋確率T1よりも高くなるように変更する。
The method of generating the crosslinking model of the present embodiment is
In a system having a plurality of polymer models in which a plurality of polymer particles 2 are linked in a linear or branched manner, and a plurality of crosslinker particles 3, and generating a crosslink model in which the polymer model and the crosslinker particles 3 are combined. There,
Molecular dynamics calculation is performed based on analysis conditions set in advance, and polymer particles 2 and crosslinker particles 3 within a predetermined distance from each other at predetermined timing are bonded to polymer particles 2 with a crosslinking probability T1 set. Step ST2 of repeatedly executing the reaction process;
Step ST3 of setting any of bondable conditions and bond impossible conditions to the conditions used in the next reaction process for the crosslinker particles 3 already bonded to the polymer particles 2;
And v. Changing the crosslinking probability set for the polymer particle, ST3 ′.
The bondable conditions are conditions under which the crosslinker particles 3 can be bonded and the polymer particles 2b of a predetermined number N1 centering on the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 can not be bonded,
The non-bonding conditions are conditions under which the crosslinker particles 3 and the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 can not be bonded,
The step ST3 'of changing the crosslinking probability is the crosslinking probability T2 of the polymer particles 2b of a predetermined number N2 centered on the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 for which non binding conditions are set, to the other polymer particles 2c. It is changed to be higher than the crosslinking probability T1.

このように、結合可能条件及び結合不可条件を設定することで、ポリマー粒子2に既に結合した架橋剤粒子3が近くのポリマー粒子2に結合することを防止でき、分子内ループ構造の発生を抑制できる。
結合可能条件を設定することで、既に結合した架橋剤粒子3が他のポリマー粒子2に結合することができ、一つの架橋剤粒子3が複数のポリマー粒子2に結合するように反応処理を継続することができる。
結合不可条件を設定することで、架橋剤粒子3が結合したポリマー粒子2aに近い位置にあるポリマー粒子に他の架橋剤粒子3が結合でき、ポリマーモデルにおいて架橋剤粒子3が結合可能な箇所を十分に確保でき、適切な物理量を発現させるための粒子の結合を増大可能となる。
結合不可条件が設定された架橋剤粒子3に結合したポリマー粒子2aを中心とする所定数N2のポリマー粒子2bの架橋確率T2を、他のポリマー粒子2cの架橋確率T1よりも高くなるように変更するので、1つのポリマーモデルに対する架橋剤粒子3の結合を不均一にすることが可能となる。
したがって、1つのポリマーモデルに対する架橋剤粒子3の結合が不均一であり、且つ、複数のポリマーモデルが結合して適切な物理量を発現可能となる。
Thus, by setting the bondable condition and the bondable condition, it is possible to prevent the crosslinker particle 3 already bonded to the polymer particle 2 from bonding to the nearby polymer particle 2 and suppress the generation of the intramolecular loop structure. it can.
By setting the conditions that allow bonding, the crosslinker particles 3 that have already been bonded can be bonded to the other polymer particles 2, and the reaction process is continued such that one crosslinker particle 3 is bonded to a plurality of polymer particles 2. can do.
By setting the non-bonding condition, another crosslinker particle 3 can be bonded to the polymer particle in a position close to the polymer particle 2a to which the crosslinker particle 3 is bonded, and a location where the crosslinker particle 3 can be bonded in the polymer model It is possible to secure sufficient and increase the binding of particles to express an appropriate physical quantity.
Change the crosslinking probability T2 of the predetermined number N2 of polymer particles 2b centered on the polymer particles 2a bonded to the crosslinker particles 3 for which the non-binding condition is set to be higher than the crosslinking probability T1 of the other polymer particles 2c As a result, it becomes possible to make the bonding of the crosslinker particles 3 uneven with respect to one polymer model.
Therefore, the bonding of the crosslinker particles 3 to one polymer model is inhomogeneous, and a plurality of polymer models can be bonded to express an appropriate physical quantity.

本実施形態では、全ての架橋剤粒子3が、一つの架橋剤粒子3あたり所定数のポリマー粒子2に結合するまで、結合条件の設定、架橋確率の変更及び結合条件を用いた反応処理の実行を繰り返す。   In the present embodiment, setting of bonding conditions, change of crosslinking probability, and execution of reaction treatment using bonding conditions until all crosslinker particles 3 are bonded to a predetermined number of polymer particles 2 per one crosslinker particle 3 repeat.

このようにすれば、全ての架橋剤粒子3をポリマーモデルに結合させた架橋モデルを得ることが可能となる。   In this way, it is possible to obtain a crosslinking model in which all the crosslinker particles 3 are bonded to the polymer model.

本実施形態では、結合条件設定部12は、結合可能条件と結合不可条件とをランダムで設定する。   In the present embodiment, the combining condition setting unit 12 randomly sets the combining possible condition and the combining impossible condition.

このようにすれば、架橋剤粒子3の反応を進めやすくなる。   In this way, the reaction of the crosslinking agent particles 3 can be facilitated.

本実施形態に係るコンピュータプログラムは、上記方法を構成する各ステップをコンピュータに実行させるプログラムである。このプログラムを実行することによっても、上記方法の奏する作用効果を得ることが可能となる。言い換えると、上記方法を使用しているとも言える。   The computer program according to the present embodiment is a program that causes a computer to execute the steps constituting the above method. By executing this program, it is also possible to obtain the effects of the above method. In other words, it can be said that the above method is used.

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is indicated not only by the description of the embodiments described above but also by the claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。   For example, the order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and steps in the apparatuses, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is the output order of the previous process. It can be realized in any order as long as it is not used in processing. Even if the flow in the claims, the description and the drawings is described using “first”, “next” and the like for convenience, it does not mean that execution in this order is essential. .

例えば、図1に示す各部10〜13は、所定プログラムをコンピュータのCPUで実行することで実現しているが、各部を専用メモリや専用回路で構成してもよい。   For example, although each of the units 10 to 13 shown in FIG. 1 is realized by executing a predetermined program by the CPU of the computer, each unit may be configured by a dedicated memory or a dedicated circuit.

本実施形態のシステムは、一つのコンピュータに各部10〜13が実装されているが、各部10〜13を分散させて、複数のコンピュータで実装してもよい。   In the system of this embodiment, the units 10 to 13 are mounted on one computer, but the units 10 to 13 may be distributed and mounted on a plurality of computers.

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   It is possible to adopt the structure adopted in each of the above-described embodiments in any other embodiment. The specific configuration of each part is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

2…ポリマー粒子
3…架橋剤粒子
11…反応処理実行部
12…結合条件設定部
13…架橋確率変更部
T1、T2…架橋確率
2 ... polymer particle 3 ... crosslinking agent particle 11 ... reaction processing execution unit 12 ... bonding condition setting unit 13 ... crosslinking probability changing unit T1, T2 ... crosslinking probability

Claims (7)

複数のポリマー粒子が直鎖状又は分岐状に連なる複数のポリマーモデルと、複数の架橋剤粒子と、を有し、ポリマーモデルと架橋剤粒子とが結合した架橋モデルを生成するシステムであって、
予め設定された解析条件に基づいて分子動力学計算を行い、所定のタイミングで互いに所定距離以内にあるポリマー粒子と架橋剤粒子とを、前記ポリマー粒子に設定された架橋確率で結合させる反応処理を繰り返し実行する反応処理実行部と、
ポリマー粒子と既に結合している架橋剤粒子に対して、次の反応処理で用いる条件に、結合可能条件及び結合不可条件のいずれかを設定する結合条件設定部と、
前記ポリマー粒子に設定されている架橋確率を変更する架橋確率変更部と、を備え、
前記結合可能条件は、架橋剤粒子を結合可能とし、且つ、当該架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を中心とする所定数のポリマー粒子を結合不可能とする条件であり、
前記結合不可条件は、架橋剤粒子及び当該架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を結合不可とする条件であり、
前記架橋確率変更部は、前記結合不可条件が設定された架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を中心とする所定数のポリマー粒子の架橋確率を、他のポリマー粒子の架橋確率よりも高くなるように変更する、架橋モデルの生成システム。
A system having a plurality of polymer models in which a plurality of polymer particles are linked in a linear or branched manner, and a plurality of crosslinker particles, and generating a crosslink model in which the polymer model and the crosslinker particles are combined,
A molecular dynamics calculation is performed based on analysis conditions set in advance, and a reaction process is performed in which polymer particles and crosslinker particles within a predetermined distance from each other at a predetermined timing are bonded to the polymer particles with the crosslinking probability set. Reaction processing execution units that are repeatedly executed;
And a bonding condition setting unit that sets any of bondable conditions and non-bondable conditions to the conditions used in the next reaction process for the crosslinker particles already bonded to the polymer particles,
And a crosslinking probability changing unit configured to change the crosslinking probability set to the polymer particle,
The bondable conditions are conditions that make it possible to bond the crosslinker particles and make it impossible to bond a predetermined number of polymer particles centered on the polymer particles bonded to the crosslinker particles,
The non-bonding condition is a condition that makes the cross-linker particle and the polymer particle bonded to the cross-linker particle non-bonded.
The crosslinking probability changing unit is configured to make the crosslinking probability of a predetermined number of polymer particles centering on the polymer particles bonded to the crosslinking agent particles for which the non-bonding condition is set higher than the crosslinking probability of other polymer particles. A modified bridge model generation system.
全ての架橋剤粒子が、一つの架橋剤粒子あたり所定数のポリマー粒子に結合するまで、前記結合条件の設定、前記架橋確率の変更及び結合条件を用いた前記反応処理の実行を繰り返す、請求項1に記載のシステム。   The setting of the bonding conditions, the change of the crosslinking probability and the execution of the reaction process using the bonding conditions are repeated until all the crosslinker particles bond to a predetermined number of polymer particles per one crosslinker particle. The system according to 1. 前記結合条件設定部は、前記結合可能条件と前記結合不可条件とをランダムで設定する、請求項1又は2に記載のシステム。   The system according to claim 1, wherein the coupling condition setting unit randomly sets the coupling possible condition and the coupling impossible condition. 複数のポリマー粒子が直鎖状又は分岐状に連なる複数のポリマーモデルと、複数の架橋剤粒子と、を有し、ポリマーモデルと架橋剤粒子とが結合した架橋モデルを、コンピュータが生成する方法であって、
予め設定された解析条件に基づいて分子動力学計算を行い、所定のタイミングで互いに所定距離以内にあるポリマー粒子と架橋剤粒子とを、前記ポリマー粒子に設定された架橋確率で結合させる反応処理を繰り返し実行するステップと、
ポリマー粒子と既に結合している架橋剤粒子に対して、次の反応処理で用いる条件に、結合可能条件及び結合不可条件のいずれかを設定するステップと、
前記ポリマー粒子に設定されている架橋確率を変更するステップと、を含み、
前記結合可能条件は、架橋剤粒子を結合可能とし、且つ、当該架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を中心とする所定数のポリマー粒子を結合不可能とする条件であり、
前記結合不可条件は、架橋剤粒子及び当該架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を結合不可とする条件であり、
前記架橋確率を変更するステップは、前記結合不可条件が設定された架橋剤粒子に結合したポリマー粒子を中心とする所定数のポリマー粒子の架橋確率を、他のポリマー粒子の架橋確率よりも高くなるように変更する、架橋モデルの生成方法。
A computer generates a cross-linking model in which a plurality of polymer models includes a plurality of polymer models in which a plurality of polymer particles are linked in a linear or branched form and a plurality of crosslinker particles, and the polymer model and the crosslinker particles are combined There,
A molecular dynamics calculation is performed based on analysis conditions set in advance, and a reaction process is performed in which polymer particles and crosslinker particles within a predetermined distance from each other at a predetermined timing are bonded to the polymer particles with the crosslinking probability set. Repeatedly executing steps,
Setting any one of bondable conditions and non-bondable conditions to the conditions used in the next reaction process for the crosslinker particles already bonded to the polymer particles;
Changing the crosslinking probability set for the polymer particles,
The bondable conditions are conditions that make it possible to bond the crosslinker particles and make it impossible to bond a predetermined number of polymer particles centered on the polymer particles bonded to the crosslinker particles,
The non-bonding condition is a condition that makes the cross-linker particle and the polymer particle bonded to the cross-linker particle non-bonded.
In the step of changing the crosslinking probability, the crosslinking probability of a predetermined number of polymer particles centering on the polymer particle bonded to the crosslinker particle for which the non-bonding condition is set is higher than the crosslinking probability of other polymer particles. To change, how to generate a crosslink model.
全ての架橋剤粒子が、一つの架橋剤粒子あたり所定数のポリマー粒子に結合するまで、前記結合条件の設定、前記架橋確率の変更及び結合条件を用いた前記反応処理の実行を繰り返す、請求項4に記載の方法。   The setting of the bonding conditions, the change of the crosslinking probability and the execution of the reaction process using the bonding conditions are repeated until all the crosslinker particles bond to a predetermined number of polymer particles per one crosslinker particle. The method described in 4. 前記結合可能条件及び前記結合不可条件のいずれかをランダムで設定する、請求項4又は5に記載の方法。   The method according to claim 4 or 5, wherein one of the combining condition and the non-binding condition is set at random. 請求項4〜6のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させるプログラム。   A program that causes a computer to execute the method according to any one of claims 4 to 6.
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