JP6711186B2 - 高分子材料のシミュレーション方法 - Google Patents
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Description
NKuhn:Kuhnのセグメント数
L:第1分子鎖モデル又は第2分子鎖モデルの全長
Rg:第1分子鎖モデル又は第2分子鎖モデルの慣性半径
NKuhn:Kuhnのセグメント数
L:第1分子鎖モデル又は第2分子鎖モデルの全長
R:第1分子鎖モデル又は第2分子鎖モデルの末端間ベクトルの長さ
ここで、
Nkuhn:Kuhnのセグメント数
NCG:第2分子鎖モデルのビーズ数
a、b、c:フィッティングパラメータ
本実施形態の高分子材料のシミュレーション方法(以下、単に「シミュレーション方法」ということがある)は、高分子鎖を有する高分子材料を解析するための方法である。高分子材料としては、例えば、ゴム、樹脂又はエラストマー等が含まれる。
ここで、各定数及び変数は、Lennard-Jones ポテンシャルのパラメータであり、次のとおりである。
rij:粒子モデル間の距離
rc:カットオフ距離
ε:粒子モデル間に定義されるLJポテンシャルの強度
σ:粒子モデルの直径に相当
なお、距離rij及びカットオフ距離rcは、各粒子モデル7、7の中心間の距離として定義される。
$
工程S53において、第2分子鎖モデル4の初期配置を十分に緩和できたと判断された場合(工程S53で、「Y」)、次の工程S54が実施される。他方、第2分子鎖モデル4の初期配置を十分に緩和できていないと判断された場合(工程S53で、「N」)、単位時間を(例えば、工程S52で実施済みのシミュレーション時間程度まとめて)進めて(工程S55)、工程S52(分子動力学計算)及び工程S53が再度実施される。これにより、第2分子鎖モデル4の初期配置を、確実に緩和することができる。
ここで、
Nkuhn:Kuhnのセグメント数
NCG:第2分子鎖モデルのビーズ数
a、b、c:フィッティングパラメータ
ここで、
NFA:第1分子鎖モデルのモノマー数
NCG:第2分子鎖モデルのビーズ数
d:フィッティングパラメータ
第1分子鎖モデル(1):
モノマー数:20、空間内の本数:150本、緩和時間:100ns
第1分子鎖モデル(2):
モノマー数:30、空間内の本数:75本、緩和時間:50ns
第1分子鎖モデル(3):
モノマー数:40、空間内の本数:75本、緩和時間:100ns
第2分子鎖モデル(1):
ビーズ数:10、空間内の本数:1000本、緩和時間:15000τ
第2分子鎖モデル(2):
ビーズ数:13、空間内の本数:1000本、緩和時間:15000τ
第2分子鎖モデル(3):
ビーズ数:20、空間内の本数:1000本、緩和時間:15000τ
第2分子鎖モデル(4):
ビーズ数:27、空間内の本数:1000本、緩和時間:15000τ
第2分子鎖モデル(5):
ビーズ数:50、空間内の本数:200本、緩和時間:1500000τ
第2分子鎖モデル(6):
ビーズ数:80、空間内の本数:100本、緩和時間:3000000τ
第2分子鎖モデル(7):
ビーズ数:100、空間内の本数:100本、緩和時間:3000000τ
第2分子鎖モデル(8):
ビーズ数:200、空間内の本数:100本、緩和時間:4500000τ
第2分子鎖モデル(9):
ビーズ数:500、空間内の本数:150本、緩和時間:3000000τ
第1分子鎖モデル:
モノマー数:40、空間内の本数:75本、緩和時間:100ns
第2分子鎖モデル:
ビーズ数:27、空間内の本数:1000本、緩和時間:15000τ
S6 第2パラメータを計算する工程
S7 第2分子鎖モデルのビーズ数と、高分子鎖のモノマー数との比を計算する工程
S8 第2分子鎖モデルの長さの単位を、高分子鎖の長さの単位に換算する工程
Claims (9)
- コンピュータを用いて、高分子鎖を有する高分子材料を解析するための方法であって、
前記高分子鎖の全原子モデル又はユナイテッドアトムモデルからなる第1分子鎖モデルを、前記コンピュータに入力する第1モデル設定工程、
前記コンピュータが、分子動力学計算に基づいて、前記第1分子鎖モデルの緩和した構造を計算する工程、
前記コンピュータが、構造緩和後の前記第1分子鎖モデルの屈曲度合を示す第1パラメータを計算する第1計算工程、
前記高分子鎖を複数のビーズで単純化した第2分子鎖モデルを、前記コンピュータに入力する第2モデル設定工程、
前記コンピュータが、分子動力学計算に基づいて、前記第2分子鎖モデルの緩和した構造を計算する工程、
前記コンピュータが、構造緩和後の前記第2分子鎖モデルの屈曲度合を示す第2パラメータを計算する第2計算工程、
前記コンピュータが、前記第1パラメータと前記第2パラメータとに基づいて、前記第2分子鎖モデルのビーズ数と、前記高分子鎖のモノマー数との比を計算する第3計算工程、並びに
前記第2分子鎖モデルの前記ビーズ数と前記高分子鎖の前記モノマー数との比に基づいて、前記第2分子鎖モデルの長さの単位を、前記高分子鎖の長さの単位に換算する工程を含むことを特徴とする高分子材料のシミュレーション方法。 - 前記第1モデル設定工程は、前記モノマー数が異なる前記第1分子鎖モデルを設定する工程を含み、
前記第1計算工程は、前記モノマー数が異なる前記第1分子鎖モデル毎に、前記第1パラメータを計算する工程を含む請求項1記載の高分子材料のシミュレーション方法。 - 前記第2モデル設定工程は、前記ビーズ数が異なる前記第2分子鎖モデルを設定する工程を含み、
前記第2計算工程は、前記ビーズ数が異なる前記第2分子鎖モデル毎に、前記第2パラメータを計算する工程を含む請求項1又は2記載の高分子材料のシミュレーション方法。 - 前記第1分子鎖モデルは、前記高分子鎖のモノマーをモデル化したモノマーモデルを、予め定められた前記モノマー数で連結して設定され、
前記第1分子鎖モデルの全長Lは、前記各モノマーモデルの長さを平均した平均モノマー長と、前記モノマー数とを乗じることにより求められる請求項4又は5に記載の高分子材料のシミュレーション方法。 - 前記第2分子鎖モデルの全長Lは、隣接する前記ビーズの平衡核間距離と、前記ビーズ数とを乗じることによって求められる請求項4乃至6のいずれかに記載の高分子材料のシミュレーション方法。
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