KR101201867B1 - Molecular dynamics computer simulation system and method for calculation of rotational viscosity of a mixture comprising different kinds of liquid crystals - Google Patents

Molecular dynamics computer simulation system and method for calculation of rotational viscosity of a mixture comprising different kinds of liquid crystals Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 다른 액정혼합물의 회전점도를 구하기 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 분자동역학 (Molecular Dynamics) 프로그램을 사용하여 랑게빈 동역학과 브라운 동역학을 구현한 후 액정 혼합계 전체의 방향자 벡터의 요동을 분석하여 액정 혼합물의 회전점도를 구하는 시스템 및 그 방법이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 준비부; MD 프로세스부; 및 분석부로 이루어져 있는데, 전체적으로 액정분자의 구조를 최적화하고 전자밀도를 구하고, 분자동역학 시뮬레이션에 필요한 파일로 바꾼 후 역장할당(force field assigning)을 포함한 분자동역학 모델링하는 준비부; 정준앙상블 계(NVT)의 랑게빈 동역학 시뮬레이션, 등온등압 앙상블계(NPT)의 랑게빈 동역학 시뮬레이션, 등온등압 앙상블계(NPT)의 브라운 동역학 시뮬레이션를 구현하는 MD 프로세스부; 및 액정 혼합계 전체의 방향자 벡터를 추출하고 추출된 벡터를 통해 회전점도

Figure 112010085504838-pat00024
을 구하기 위해 통계?분석하는 분석부를 포함한다.The present invention relates to a molecular simulation computer simulation system and its method for obtaining the rotational viscosity of different liquid crystal mixtures, and to realizing Langebin dynamics and Brown dynamics using a molecular dynamics program. A system and method for analyzing the rotation of the director vector to obtain the rotational viscosity of the liquid crystal mixture.
The present invention for achieving this object is prepared; MD process unit; And an analysis unit, which includes a preparation unit for optimizing the structure of the liquid crystal molecules as a whole, obtaining an electron density, and converting the file into a file required for molecular dynamics simulation, and modeling the molecular dynamics including force field assigning; An MD process unit for implementing Langevin dynamics simulation of the quasi-ensemble system (NVT), Langevin dynamics simulation of the isothermal isostatic ensemble system (NPT), and brown dynamics simulation of the isothermal isostatic ensemble system (NPT); And extracting the director vector of the whole liquid crystal mixture system and rotating viscosity through the extracted vector.
Figure 112010085504838-pat00024
It includes an analysis unit that analyzes statistics and statistics to obtain.

Description

서로 다른 액정혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템 및 그 방법{MOLECULAR DYNAMICS COMPUTER SIMULATION SYSTEM AND METHOD FOR CALCULATION OF ROTATIONAL VISCOSITY OF A MIXTURE COMPRISING DIFFERENT KINDS OF LIQUID CRYSTALS} MOLECULAR DYNAMICS COMPUTER SIMULATION SYSTEM AND METHOD FOR CALCULATION OF ROTATIONAL VISCOSITY OF A MIXTURE COMPRISING DIFFERENT KINDS OF LIQUID CRYSTALS}

본 발명은 서로 다른 액정혼합물의 회전점도를 구하기 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분자동역학(Molecular Dynamics) 프로그램을 사용하여 랑게빈 동역학과 브라운 동역학을 구현한 후 액정 혼합계 전체의 방향자 벡터의 요동을 분석하여 액정 혼합물의 회전점도를 구하는 컴퓨터 시뮬레이션 시스템 및 그 방법이다. The present invention relates to a molecular simulation computer simulation system and method for obtaining the rotational viscosity of different liquid crystal mixtures, and more particularly, after realizing Langebin dynamics and Brown dynamics using a molecular dynamics program, Computer simulation system and method for analyzing the rotation of the director vector throughout the mixture system to obtain the rotational viscosity of the liquid crystal mixture.

기존 액정의 회전점도를 구할 수 있는 방법은 Merck에서 개발한 회전점도 측정기, Leakage current를 이용한 측정법 등이 있다. 측정 후 회전점도를 계산하는 방법에 있어서는 분자동력학 (Molecular Dynamics; MD)의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 방법을 사용하고 있다. 다만, 현재 사용되고 있는 분자동력학 방법인 Merck Japan 또는 영국 Durham 대학의 방법은 액정혼합물의 회전점도가 아닌 한가지 분자에 대한 것이고, 이는 논문에 제시된 역장 파라메터(Force Field Parameter)를 사용한 것으로 수많은 다른 샘플에 대비한 방법이 아니었다. 실제 LCD의 경우 15~20가지 종류의 서로 다른 액정혼합물을 사용하므로, 종래 이러한 방법으로는 액정혼합물의 회전점도를 직접 구하는 방법의 필요성에 대해서 대비할 수 없었다. The method of obtaining the rotational viscosity of the existing liquid crystal includes a rotational viscosity measuring instrument developed by Merck and a measurement method using leakage current. As a method of calculating the rotational viscosity after the measurement, a method by computer simulation of molecular dynamics (MD) is used. However, the current method of molecular dynamics, Merck Japan or Durham University, UK, is based on one molecule that is not the rotational viscosity of the liquid crystal mixture, which uses the Force Field Parameter presented in the paper. It was not one way. Since the actual LCD uses 15 to 20 kinds of different liquid crystal mixtures, it was not possible to prepare for the necessity of a method of directly obtaining the rotational viscosity of the liquid crystal mixture by the conventional method.

예전의 연구에 있어서는 액정분자를 타원체로 근사시키고 계산했었고, 그 후 액정분자를 도입하여 분자동력학적 방법을 사용했다 하더라도 서로 다른 액정분자로 이루어진 혼합물의 회전점도를 계산하는 문제에 대해서는 해결하지 못한 부분이 많았으며, 각각의 분자에 대하여 방향자 제곱변위들의 평균을 구하는 방법을 사용했으나, 이 방법은 실제로 적용하기 힘들었다. In previous studies, liquid crystal molecules were approximated and calculated with ellipsoids, and even after the introduction of liquid crystal molecules using molecular dynamics, the problem of calculating the rotational viscosity of a mixture of different liquid crystal molecules could not be solved. We used many methods to average director square displacements for each molecule, but this method was difficult to apply in practice.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 최초 분자구조로부터 각각의 분자들의 gaussian을 활용한 geometry optimization과 point charge를 계산하여 AMBER MD(Molecular Dynamics)로 넘기고, 일련의 MD 프로세스를 거친 후, 평균 방향자 벡터들을 추출하는데, 이 평균 방향자 벡터들의 시간에 대한 기울기를 Stokes-Debye-Einstein Equation에 대입하여 회전점도

Figure 112010085504838-pat00001
을 구하게 되는 일련의 과정으로, 단일계가 아닌 서로 다른 혼합액정계의 회전점도를 구하기 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.The present invention has been devised in view of the above problems, and the first object of the present invention is to calculate the geometry optimization and point charge using gaussian of each molecule from the initial molecular structure and pass it to AMBER MD (Molecular Dynamics). After a series of MD processes, the mean director vectors are extracted, and the rotational viscosity is obtained by substituting the slope of the mean director vectors with time for Stokes-Debye-Einstein Equation.
Figure 112010085504838-pat00001
In a series of processes to obtain, the present invention provides a molecular dynamics computer simulation system and method for obtaining the rotational viscosity of a mixed liquid crystal system rather than a single system.

그리고, 본 발명의 제 2 목적은, 상기 시뮬레이션 방법을 통해 구할 수 있는 회전점도

Figure 112010085504838-pat00002
은 종래에 사용된 한 가지 분자에 대한 회전점도를 구할 수 있는 MD 방법의 문제점을 보완하여 실제 더 나은 조건을 갖는 LCD 모듈 개발시에 분자설계에 도움을 줄 수 있는 서로 다른 액정 혼합물의 회전 점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.The second object of the present invention is a rotational viscosity that can be obtained through the simulation method.
Figure 112010085504838-pat00002
Complement the problem of the MD method, which can obtain the rotational viscosity for a single molecule used in the related art, and calculate the rotational viscosity of different liquid crystal mixtures that can assist in molecular design in developing LCD modules with better conditions. Molecular dynamics computer simulation system and method for the same.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 서로 다른 액정혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자동력학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 서로 다른 혼합액정계의 액정분자의 구조를 최적화 하고 전자밀도를 구하는 액정분자구조 최적화 모듈, 최적화된 분자구조를 분자동역학 시뮬레이션에 필요한 파일로 바꾸는 파일 컨버팅 모듈(File Converting) 및 상기 컨버팅 파일을 MD 프로세스 수행을 위해 적합하게 모델링하는 역장할당(force field assigning)을 포함한 분자동력학 역장할당?모델링 모듈을 포함한 준비부; 상기 준비부에서 모델링된 샘플을 이용하여, 정준앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NVT 모듈, 등온등압앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NPT 모듈 및 등온등압앙상블계의 브라운 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NPT 모듈을 포함한 MD 프로세스부; 및 상기 MD프로세스부를 통해 얻어진 결과데이터를 이용하여 액정 혼합계 전체 방향자 백터를 추출하는 벡터분석모듈 및 추출된 벡터를 이용하여 회전점도

Figure 112010085504838-pat00003
을 구하는 통계?분석모듈을 포함한 분석부; 로 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the technical problem relates to a molecular dynamics computer simulation system for the calculation of the rotational viscosity of different liquid crystal mixture, to optimize the structure of the liquid crystal molecules of different mixed liquid crystal systems and to optimize the liquid crystal molecular structure to obtain the electron density Molecular dynamics force field assignments, including modules, file converting modules that convert the optimized molecular structure into files required for molecular dynamics simulations, and force field assigning, which models the converting files appropriately for performing the MD process. A preparation unit including a modeling module; Using the sample modeled in the preparation unit, the NVT module for implementing the Langebin dynamics simulation of the canonical ensemble system, the NPT module for implementing the Langebin dynamics simulation of the isothermal isostatic ensemble system, and the brown dynamics simulation of the isothermal isostatic ensemble system. MD process unit including an NPT module to implement; And a vector analysis module for extracting the entire director vector from the liquid crystal mixture using the result data obtained through the MD process unit and a rotational viscosity using the extracted vector.
Figure 112010085504838-pat00003
Analysis unit including a statistical analysis module to obtain; Characterized in that consisting of.

한편, 본 발명은 서로 다른 회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 방법에 관한 것으로서, (a) 상기 준비부(100)가 서로 다른 액정혼합계의 액정분자의 구조를 최적화 하고 전자밀도를 구하는 단계; (b) 상기 준비부(100)가 (a)단계를 거쳐 최적화된 전자밀도를 분자동역학 시뮬레이션에 필요한 파일로 바꾸는(컨버팅하는)단계; (c) 상기 준비부가 상기 (b)단계에서 컨버팅된 파일을 MD 프로세스 수행을 위해 역장할당(force field assigning)을 포함하여 모델링하는 단계; (d) 상기 MD프로세스부(200)가 상기 (c)단계를 통해 모델링된 파일로 정준앙상블계의 랑게빈동역학 시뮬레이션을 구현하는 단계; (e) 상기 MD프로세스부(200)가 상기 (d)단계를 통해 모델링된 파일로 등온등압앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는 단계; (f) 상기 MD프로세스부(200)가 상기 (f)단계를 통해 모델링된 파일로 등온등압앙상블계의 브라운 동역학 시뮬레이션을 구현하는 단계; (g) 상기 분석부(300)가 상기 (f)단계를 통해 얻어진 결과데이터를 이용하여 액정 혼합계 전체 방향자 백터를 추출하는 단계; 및 (h) 상기 분석부(300)가 상기 (g)단계를 통해 추출된 전체 방향자 벡터를 통해 회전점도

Figure 112010085504838-pat00004
을 구하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention relates to a molecular dynamics computer simulation method for calculating the different rotational viscosity, the method comprising the steps of: (a) the preparation unit 100 to optimize the structure of the liquid crystal molecules of different liquid crystal mixture system and to obtain the electron density; (b) the preparation unit 100 converting (converting) the optimized electron density into a file required for molecular dynamics simulation through step (a); (c) the preparation unit modeling the converted file in step (b) including force field assigning to perform an MD process; (d) the MD process unit 200 implementing a Langebin dynamics simulation of the canonical ensemble system with a file modeled through the step (c); (e) the MD process unit 200 embodying a Langebin dynamics simulation of an isothermal isothermal ensemble system with a file modeled through the step (d); (f) the MD process unit 200 implementing Brownian dynamics simulation of an isothermal isothermal ensemble system with a file modeled through the step (f); (g) extracting, by the analyzer 300, the entire director vector from the liquid crystal mixture using the result data obtained through step (f); And (h) the rotational viscosity through the full director vector extracted by the analyzer 300 through the step (g).
Figure 112010085504838-pat00004
Obtaining a; And a control unit.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 본 시뮬레이션 방법을 통해 구할 수 있는 회전점도

Figure 112010085504838-pat00005
는 종래에 사용된 한 가지 분자에 대한 회전점도를 구할 수 있는 MD 방법의 문제점을 보완하여 실제 더 나은 조건을 갖는 LCD 모듈 개발시에 분자설계에 도움을 줄 수 있는 효과를 가지고 있다. According to the present invention as described above, the rotational viscosity that can be obtained through the present simulation method
Figure 112010085504838-pat00005
Complement the problem of the MD method to obtain the rotational viscosity for a single molecule used in the prior art has an effect that can help in molecular design in the development of LCD module having better conditions.

여기서 일반화된 역장파라미터(GAFF)를 사용하였는데, 이것은 거의 모든 유기 분자에 대하여 활용할 수 있어 회전점도를 구할 수 있는 샘플의 다양성을 확보하게 해준다. 또한 이 방법에서는 방향자의 평균 벡터들을 추출하여 제곱변위를 구하였기 때문에 수치 오차적인 문제를 줄일 수 있으며, 나아가 위의 MD의 일련의 방법은 자동화 스크립트로 자동화를 구현할 수 있었다. The generalized force field parameter (GAFF) is used here, which can be used for almost all organic molecules, thus ensuring the diversity of samples from which the rotational viscosity can be obtained. In addition, this method reduces the numerical error problem by extracting the mean vectors of the directors and finding the square displacement. Furthermore, the above MD series method can be implemented by automation script.

최근의 병렬처리 컴퓨터에 의해 계산시간이 수백~수십배 빨라지고 있어서 연구 개발에 있어 더 나은 조건을 갖는 LCD 모듈 개발시 분자설계에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다. Computation time is improved by hundreds to tens of times by the recent parallel processing computer, which can help the molecular design when developing LCD module with better conditions in research and development.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 서로 다른 액정 혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자 동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템의 전체 구성도.
도 2 는 혼합액정계 E7의 구성 성분 구조도.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 포함되어 있는 MD 프로세스의 시간에 따른 순서도.
1 is an overall configuration diagram of a molecular dynamics computer simulation system for calculating the rotational viscosity of different liquid crystal mixtures according to an embodiment of the present invention.
2 is a structural diagram of the component of the liquid crystal system E7.
3 is a flowchart over time of an MD process included in one embodiment of the present invention.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 서로 다른 액정혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관하여 도 1 내지 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
Molecular dynamics computer simulation system and method for calculating the rotational viscosity of different liquid crystal mixtures of the present invention will be described with reference to FIGS.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 서로 다른 액정 혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자 동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템이 개념적으로 도시된 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 전체적으로 준비부(100), MD 프로세스부(200) 및 분석부(300)로 구성되어 있다.1 is an overall configuration diagram conceptually showing a molecular dynamics computer simulation system for calculating the rotational viscosity of different liquid crystal mixtures according to an embodiment of the present invention. It consists of 200 and the analysis part 300.

준비부(100)는 서로 다른 액정혼합계의 액정분자의 구조를 최적화하고 전자밀도를 구하는 액정분자구조 최적화 모듈(110), 최적화된 액정분자 구조를 분자동역학 시뮬레이션에 필요한 파일로 바꾸는 파일 컨버팅 모듈(File Converting)(120) 및 컨버팅된 파일을 모델링하기 위한 것으로 역장할당(force field assigning)을 포함한 분자동력학 역장할당?모델링 모듈(130)로 이루어져 있다. 이는 MD 프로세스를 들어가기 전 기초가 되는 준비단계에 해당된다.  The preparation unit 100 optimizes the structure of the liquid crystal molecules of different liquid crystal mixtures and obtains the electron density, the liquid crystal molecule structure optimization module 110, and a file converting module for converting the optimized liquid crystal molecule structure into a file required for molecular dynamics simulation ( File Converting) 120 and a model for converting files consists of a molecular dynamics force field assignment modeling module 130, including force field assigning. This is the preparatory stage that is the foundation before entering the MD process.

또한, 본격적인 MD 프로세스부(200)은 준비부에서 만들어진 모델링 샘플을 이용하여 정준앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NVT 모듈(210), 등온등압앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NPT 모듈(220), 등온등압앙상블계의 브라운 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NPT 모듈(230)로 이루어져 있다.In addition, the full-scale MD process unit 200 uses the modeling samples made in the preparation unit, the NVT module 210 for implementing the Langebin dynamics simulation of the canonical ensemble system, and the NPT for implementing the Langebin dynamics simulation of the isothermal isotropic ensemble system. Module 220, NPT module 230 for implementing Brown dynamic simulation of the isothermal isotropic ensemble system.

그리고, 시스템의 마지막으로서 분석부(300)는 시뮬레이션이 수행된 후 나온 결과데이터를 이용하여 액정 혼합계 전체 방향자 벡터를 추출하는 벡터분석모듈(310)및 상기 과정을 통해 추출된 벡터를 이용하여 회전점도

Figure 112010085504838-pat00006
을 구하는 통계?분석모듈(320)로 구성되어 있다.
As the end of the system, the analysis unit 300 uses the vector analysis module 310 for extracting the entire director vector from the liquid crystal mixture system using the result data obtained after the simulation and the vector extracted through the above process. Rotational viscosity
Figure 112010085504838-pat00006
It consists of a statistical analysis module 320 to obtain.

이러한 각 부의 시스템은 순차적으로 진행되는데, 각 단계의 보다 구체적인 설명은 다음과 같다.The system of each part proceeds sequentially, and the detailed description of each step is as follows.

준비부(100)는 본 발명의 MD 프로세스 들어가기 위한 선행부로서,Preparation unit 100 is a preceding part for entering the MD process of the present invention,

먼저, 서로 다른 액정혼합계의 액정분자의 구조를 최적화 하고 전자밀도를 구하는 액정분자 구조의 최적화 모듈(110)은 Gaussian98W 또는 Gaussian03을 사용하여 양자역학 계산을 기반으로 상기 분자구조를 최적화한다. 이때 사용하는 입력항은 #p hf/6-31g(d) geom=connectivity iop (6/33=2,6/41=10,6/42=17) pop=mk scf=tight test. 이며, 더 정확한 계산을 위하여 마지막 항은 옵션으로 더 올릴 수 있다.First, the optimization module 110 of the liquid crystal molecular structure for optimizing the structure of the liquid crystal molecules of different liquid crystal mixtures and obtaining the electron density optimizes the molecular structure based on quantum mechanical calculation using Gaussian98W or Gaussian03. The input term used here is #p hf / 6-31g (d) geom = connectivity iop (6/33 = 2,6 / 41 = 10,6 / 42 = 17) pop = mk scf = tight test. For more accurate calculations, the last term can be raised further as an option.

또한, 상기 과정을 통해 최적화된 분자구조를 가지고 분자동역학 시뮬레이션에 필요한 파일로 바꾸는 파일 컨버팅 모듈(120)은 Gaussian output파일을 AMBER 분자동역학 시뮬레이션을 위하여 파일생성에 필요한 파일로 변환시킨다.In addition, the file converting module 120 converting the Gaussian output file into a file required for generating a file for AMBER molecular dynamics simulation by converting the file into a file required for molecular dynamics simulation with an optimized molecular structure through the above process.

그리고, 역장할당(force field assigning)을 포함한 분자동역학 역장할당?모델링 모듈(130)은 본격적인 MD 프로세스 전에 진행되는 마지막 단계로서, 상기 컨버팅된 분자구조를 가지고 MD 프로세스의 수행을 위한 모델링을 하게된다. 특히 4가지혼합물질인 E7(5CB+7CB+8OCB+5CT)의 혼합액정계의 경우 가장 배합비가 높은 순으로 추가하는 방법으로 모델링하게 된다. 기존에는 단일계에서의 모델링 또는 2개정도의 혼합액정계에서의 모델링만 가능한 것과 달리 4개이상의 혼합액정계에서도 모델링이 가능하게 된 것이다. 상기 혼합액정계 E7의 분자구성은 도 2 에 상세하게 표현되어 있다. In addition, the molecular dynamics force field assignment-modeling module 130 including force field assigning is a final step performed before a full-fledged MD process, and performs modeling for the execution of the MD process with the converted molecular structure. In particular, the mixed liquid crystal system of four mixed materials E7 (5CB + 7CB + 8OCB + 5CT) is modeled by adding in the order of highest mixing ratio. Unlike conventional modeling in single system or modeling in two or more mixed liquid crystal systems, modeling in four or more mixed liquid crystal systems is now possible. The molecular structure of the mixed liquid crystal system E7 is shown in detail in FIG.

보다 구체적으로, 역장할당과 관련하여, 본 발명에서 사용한 AMBER 패키지의 역장의 일반적 형태는 [수학식1] 로 표현할 수 있다.More specifically, in relation to the force field assignment, the general form of the force field of the AMBER package used in the present invention can be expressed by Equation 1.

Figure 112010085504838-pat00007
Figure 112010085504838-pat00007

U(R)은 상기 [수학식1] 로 표현할 수 있으며, 이는 기본적으로 원자간의 거리에 대한 에너지항과 세 개 원자간의 각에 대한 에너지항, 이면각에 대한 에너지 항, 분자간 힘에 대한 에너지항, 정전기적 힘에 대한 에너지항으로 이루어져 있으며, 여기에 랑게빈 역장은 입력파라메터를 사용하여 적용되도록 하였다. U (R) can be expressed by Equation 1, which is basically an energy term for the distance between atoms, an energy term for angle between three atoms, an energy term for backside angle, and an energy term for intermolecular force. It consists of energy term for electrostatic force, and Langevin force field is applied by using input parameter.

다만, 본 발명에서 실제 사용된 역장은 Generalized AMBER force field(GAFF)로서 GAFF는 단백질과 DNA과 같은 바이오분자에 대해 개발된 이전의 AMBER force field와는 다른 면이 있다. 또한 오히려 GAFF가 일반적인 오가닉분자에 대해서 더 많이 개발되었고 이는 액정분자에 매우 적합하다. 따라서 랑게빈역장의 기술을 사용하여 혼합액정에 대해 연구를 수행할 수 있게 된다. 다만 GAFF와 기존의 AMBER force field의 일반적인 역장인 U(R)의 변화가 없는바, 역장할당?모델링 모듈(130)에서는 [수학식1] 을 그대로 이용한다.
However, the force field actually used in the present invention is a generalized AMBER force field (GAFF), which is different from previous AMBER force fields developed for biomolecules such as proteins and DNA. Rather, GAFF has been developed more for organic molecules, which is very suitable for liquid crystal molecules. Thus, Langevin's technique can be used to study mixed liquid crystals. However, since there is no change in U (R), which is a general force field of GAFF and the existing AMBER force field, the force field assignment modeling module 130 uses Equation 1 as it is.

MD 프로세스부(200)는 본격적으로 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션을 구현 및 각 단계별 MD 프로세스를 수행한다. MD 프로세스 자체의 시간에 따른 순서도는 도 3를 참조하여 보다 상세하게 살펴볼 수 있다. The MD process unit 200 implements the molecular dynamics computer simulation in earnest and performs the MD process for each step. A flowchart of the MD process itself over time can be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 MD 프로세스 자체의 시간에 따른 순서도로서 정준앙상블(NVT) 단일계를 만드는 단계(S10), 등온등압 앙상블(NPT) 밀도를 올리는 단계(S20), 등온등압 앙상블(NPT) 시스템의 평형을 맞추는 단계(S30), 및 등온등압 앙상블(NPT)를 생산하는 단계(S40)로 이루어져 있다.Figure 3 is a flow chart of the MD process itself as a time-dependent step (NVT) to create a single system (S10), isothermal isostatic ensemble (NPT) to increase the density (S20), isothermal isostatic ensemble (NPT) of the system Equilibrium step (S30), and isothermal isostatic ensemble (NPT) to produce a step (S40).

MD 프로세스부(200)의 NVT 모듈(210)은 상기 준비부(100)을 통해 MD프로세스에 적합한 모델링을 거친 분자구조를 정준앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션으로 구현하는데, 해당 온도의 안정성을 보장받기 위하여 실시한다. 이는 MD 프로세스의 정준앙상블(NVT) 단일계를 만드는 단계(S10)에 해당된다. S10단계는 필수단계로서 정준앙상블(NVT) 조건에서 150,000스텝을 시간적으로 0.3ns 동안 랑게빈 MD를 구현/수행한다. The NVT module 210 of the MD process unit 200 implements the molecular structure that has been modeled for the MD process through the preparation unit 100 by Langevin dynamic simulation of the canonical ensemble system. To carry out. This corresponds to the step (S10) of making the Canonical Ensemble (NVT) single system of the MD process. Step S10 is an essential step to implement / perform Langebin MD for 15ns at a time of 150,000 steps in a normal ensemble (NVT) condition.

이어, NPT 모듈(220)은 등온등압 앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는데, MD 프로세스의 주로 밀도를 올리고 이를 확인하는 단계(S20)와 평형상태를 유지하기 위한 단계(S30)로 이루어져 있으며, 시뮬레이션이 잘 진행되는지를 확인하기 위하여 2단계로 나누어 실행하게 된다. 실제 S20과 S30은 개념적으로 나누지 않고 연이어 실행할 수 있다. 다만, 컴퓨터의 계산시간 낭비 방지를 위하여 중간에 단계를 나누어 시뮬레이션의 진행과정을 확인할 수 있도록 단계를 나누고 있다. Subsequently, the NPT module 220 implements the Langebin dynamic simulation of the isothermal isostatic ensemble system, which consists mainly of increasing the density of the MD process (S20) and maintaining the equilibrium state (S30). In order to verify that the simulation is working well, it is executed in two steps. Actually, S20 and S30 can be executed successively without conceptual division. However, in order to prevent computer waste of computation time, the process is divided into steps to check the progress of the simulation.

사실상 S20과 S30은 개념적으로 동일하다고도 볼 수 있으나, 혼합액정계의 분자 수나 종류가 달라진다면 S20에서의 전체 계의 밀도변화 등을 잘 관찰해 가면 그 실행시간을 조절해야 한다. 또 S30에서는 평형상태를 만들어주기 위하여 좀 더 강하게 온도-압력을 커플링 시킨다. 본 단계에서는 등온-등압 앙상블(NPT) 조건에서 5,000,000 스텝을 시간적으로는 10ns 동안 랑게빈 MD를 수행한다. In fact, S20 and S30 can be considered conceptually the same, but if the number and type of molecules in the mixed liquid crystal system are different, the execution time should be adjusted by observing the density change of the whole system in S20. In addition, the S30 couples the temperature-pressure more strongly to create an equilibrium. In this step, Langebin MD is performed for 5,000,000 steps for 10 ns in an isothermal-isothermal ensemble (NPT) condition.

그리고, NPT 모듈(브라운역학)(230)은 등온등압앙상블계의 브라운 동역학 시뮬레이션을 구현하는데, 서로 다른 액정 혼합계로 하여금 최초 인공적으로 모델링하여 입력한 배향구조를 잊고 최대한 자연스러운 분자거동을 유도하기 위하여 실시하여 주는 단계로서, MD 프로세스의 등온등압앙상블(NPT)를 생산하는 단계(S40)에 해당된다. 본 브라운 MD는 필수단계로서, 랑게빈 MD를 수행하다가 외부로부터의 온도, 압력 커플링을 최소로 하면 구현된다. 이 때 액정 혼합계의 에너지가 이론적으로는 유지되어야 하지만, 실제 컴퓨터 시뮬레이션에서는 에너지가 새어나가 전체 에너지가 떨어지는 결과가 야기될 수 있는 문제점을 극복하기 위하여 약한 온도, 압력 커플링을 실시하게 된다. 본 단계는 1,000,000 스텝 즉 2ns동안 유지하며 데이터를 모으게 된다.
In addition, the NPT module (Brown mechanics) 230 implements brown dynamics simulation of isothermal isostatic ensemble system, in order to induce the natural molecular behavior as much as possible by forgetting the orientation structure input by artificially modeling different liquid crystal mixing systems. As a step of giving, it corresponds to the step (S40) of producing an isothermal isothermal ensemble (NPT) of the MD process. This Brown MD is an essential step and can be implemented by minimizing temperature and pressure coupling from the outside while performing Langebin MD. In this case, the energy of the liquid crystal mixture system should be maintained theoretically, but in actual computer simulation, weak temperature and pressure coupling is performed to overcome the problem that the energy may leak out and cause the total energy to fall. This step collects data while maintaining 1,000,000 steps or 2ns.

그리고, 분석부(300)는 MD 프로세스가 끝나고 모여진 데이터를 가지고 실제 회전점도

Figure 112010085504838-pat00008
을 구한다. 분석부(300)는 시뮬레이션이 수행된 후 나온 결과데이터를 이용하여 액정 혼합계 전체 방향자 백터를 추출하는 벡터분석모듈(310)과 상기 과정을 통해 추출된 벡터를 이용하여 회전점도
Figure 112010085504838-pat00009
을 구하는 통계?분석모듈(320)로 구성되어 있다. And, the analysis unit 300 has the actual rotational viscosity with the data collected after the MD process is finished
Figure 112010085504838-pat00008
. The analysis unit 300 uses the vector analysis module 310 for extracting the entire director vector from the liquid crystal mixture system using the result data obtained after the simulation and the rotational viscosity using the vector extracted through the above process.
Figure 112010085504838-pat00009
It consists of a statistical analysis module 320 to obtain.

벡터 분석 모듈(310)는 분자 동역학 시뮬레이션 즉, MD 프로세스가 끝나고 액정 혼합계 전체의 방향자 요동을 분석하기 위하여 시뮬레이션 결과데이터를 이용하여 전체 방향자 벡터를 추출한다.The vector analysis module 310 extracts the entire director vector using the simulation result data in order to analyze the molecular dynamics simulation, that is, the director fluctuation of the entire liquid crystal mixture system after the MD process is completed.

그리고, 통계?분석모듈(320)은 비주얼 프로그래밍을 통해 자체 제작한 분석도구를 사용하여 상기 추출된 벡터정보의 통계분석을 이용하여 회전점도

Figure 112010085504838-pat00010
을 구한다. 이는 서로 다른 액정 혼합물의 평균방향자의 요동을 이용할 수도 있고, 서로 다른 액정 혼합물의 평균 쌍극자모멘트의 요동을 추적하여 계산하는 방법을 이용할 수도 있는 것으로, 시뮬레이션을 이용하여 얻은 데이터로 회전점도
Figure 112010085504838-pat00011
을 구할 수 있게 된다.In addition, the statistical analysis module 320 is a rotational viscosity by using the statistical analysis of the extracted vector information using an analysis tool produced in-house through visual programming
Figure 112010085504838-pat00010
. This method may use the fluctuations of the average directors of different liquid crystal mixtures, or may use a method of tracking and calculating the fluctuations of the average dipole moments of different liquid crystal mixtures.
Figure 112010085504838-pat00011
Will be available.

회전점도

Figure 112010085504838-pat00012
을 계산하기 위해서는 평균제곱변위 값을 구해야하는데, 평균방향자의 제곱변위를 구하는 것으로 평균제곱변위를 구하는 것이 본 발명의 고유방법이다. 좀 더 구체적으로, 평균방향자의 제곱변위를 구하는 방법은, 일정한 시간폭 만큼의 평균방향자의 벡터값들의 제곱변위를 구하고 시작점을 임의의 시간으로 옮긴 후 다시 반복하는데 그 반복회수는 약 시간폭의 길이에 정비례하도록 한다. 그 이유는, 이 방법을 설계하는 과정에서 경험적으로 안정된 경우를 찾은 것이다. 이를 반복 회수로 나누어 평균제곱변위를 구한 후, 다시 평균제곱변위를 구하는 시간폭을 일정한 스텝씩 늘려가며 위의 계산과정을 반복한다. 그러면 평균제곱변위를 구하는 각각의 시간폭에 대하여 시간에 대한 평균제곱변위의 직선의 기울기를 최소자승법에 의하여 구하게 되는데, 각각의 결정계수값들을 함께 계산한다.Rotational viscosity
Figure 112010085504838-pat00012
In order to calculate the mean square displacement, the mean square displacement is obtained by calculating the square displacement of the average director. More specifically, the method of calculating the square displacement of the average director takes the square displacement of the vector values of the average director by a constant time width, shifts the starting point to an arbitrary time, and repeats again. Should be directly proportional to The reason for this was to find an empirically stable case in the design of this method. After dividing this by the number of repetitions, find the mean square displacement, and then repeat the above calculation process by increasing the time width to find the mean square displacement by a certain step. Then, the slope of the straight line of the mean square displacement with respect to time is calculated by the least-squares method for each time width for which the mean square displacement is obtained.

회전점도 계산식에 MD의 평균 온도, 평균 부피, 시간에 대한 평균제곱변위값을 대입하여 회전점도를 구할 수 있는데, 상기 각각의 결정계수값들을 큰 순으로 회전점도 값들을 정렬한 후, 약 20~30개 정도를 평균을 구하여 회전점도 계산값으로 간주한다. 여기서 계가 복잡해질수록 즉, 더 많은 서로 다른 분자들이 시스템에 포함될수록 평형상태를 만드는 시간도 오래 걸릴 것이며, 복잡한 계로부터 나오는 노이즈를 줄이고 정확한 계산값을 얻기 위하여는 높은 결정계수들의 대응하는 회전점도들의 평균을 구하는 수에 있어서도 경험칙에 의한 수정이 필요할 것이다. The rotational viscosity can be obtained by substituting the mean square displacement value of MD, average volume, and time in the rotational viscosity calculation formula. The average of 30 points is taken as the calculated value of the rotational viscosity. Here the more complex the system, the more different molecules in the system, the longer it will take to equilibrate, and in order to reduce the noise from the complex system and to obtain accurate calculations, The number of averages will also need to be corrected by empirical rules.

자체 개발한 분석 코드에서 최소자승법에 의한 시간에 대한 평균방향자의 제곱변위의 직선의 기울기와 각각의 결정계수 및 각각의 [수학식2] 에 해당하는 회전점도 값 계산과 그 높은 결정계수 순의 평균을 구하는 모든 과정은 자동화과정이 완료되어있다.The slope of the straight line of the squared displacement of the mean director with respect to the time by the least square method in the self-developed analysis code The entire process of finding the solution is complete.

Figure 112010085504838-pat00013
Figure 112010085504838-pat00013

여기서, [수학식2] 를 이용하여 회전점도 값의 평균을 구할 수 있다. 이는 Einstein relation 과 Stokes-Einstein-Debye equation 으로부터 유도되었으며, 본 발명 분야에서 많이 사용되어지고 있다. Here, the average of the rotational viscosity values can be obtained using Equation 2. It is derived from the Einstein relation and the Stokes-Einstein-Debye equation, and is widely used in the present invention.

Figure 112010085504838-pat00014
는 분자동역학 모의실험을 통해 얻게 되는 액정분자 계의 방향자의 시간에 대한 평균제곱변위의 기울기이며, 부피 V와 온도 T는 각각 분자동역학 시뮬레이션과정에서 얻어진 계의 평균부피와 평균온도이고
Figure 112010085504838-pat00015
는 볼쯔만상수이다.
Figure 112010085504838-pat00014
Is the slope of the mean square displacement with respect to the time of the director of the liquid crystal molecular system obtained through molecular dynamics simulation, and the volume V and temperature T are the average volume and the average temperature of the system obtained during the molecular dynamics simulation, respectively.
Figure 112010085504838-pat00015
Is Boltzmann constant.

즉, 이는 서로 다른 액정 분자들로 이루어진 혼합액정의 평균방향자의 제곱변위를 구하여 그들의 평균제곱변위를 구한 뒤, 이 평균 제곱변위의 시간에 대한 기울기를 구하는 방법을 이용하여 회전점도를 구하는 방법을 이용한 것이다.
That is, this method uses the method of obtaining the rotational viscosity using the method of calculating the squared displacement of the average director of the mixed liquid crystal composed of different liquid crystal molecules to find their average squared displacement, and then obtaining the slope of the mean squared displacement with respect to time. will be.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.

100 ; 준비부 110 ; 액정분자 구조의 최적화 모듈
120 ; 파일 컨버팅(file converting) 모듈
130 ; 역장할당?모델링 모듈
200 ; MD 프로세스부 210 ; NVT (랑게빈 역학) 모듈
220 ; NPT (랑게빈 역학) 모듈 230 ; NPT (브라운 역학) 모듈
300 ; 분석부 310 ; 벡터 분석 모듈
320 ; 통계? 분석모듈
100; Preparation section 110; Optimization Module of Liquid Crystal Molecular Structure
120; File converting module
130; Force field assignment and modeling module
200; MD process unit 210; NVT (rangebin mechanics) module
220; NPT (langebin mechanics) module 230; NPT (Brown Mechanics) Module
300; Analysis unit 310; Vector analysis module
320; statistics? Analysis module

Claims (6)

회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템에 있어서,
서로 다른 혼합액정계의 액정분자의 구조 및 전자밀도를 구하는 액정분자구조 모듈(110), 상기 액정분자의 구조를 분자동역학 시뮬레이션에 필요한 파일로 바꾸는 파일 컨버팅 모듈(File Converting)(120), 및 상기 컨버팅 파일을 MD 프로세스 수행을 위해 모델링하는 역장할당(force field assigning)을 포함한 분자동력학 역장할당?모델링 모듈(130)을 포함한 준비부(100);
상기 준비부(100)에서 모델링된 샘플을 이용하여, 정준앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NVT 모듈(210), 등온등압앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NPT 모듈(220), 및 등온등압앙상블계의 브라운 동역학 시뮬레이션을 구현하는 NPT 모듈(230)을 포함한 MD 프로세스부(200); 및
상기 MD프로세스부(200)를 통해 얻어진 결과데이터를 이용하여 액정 혼합계 전체 방향자 백터를 추출하는 벡터분석모듈(310), 추출된 벡터를 이용하여 서로 다른 액정 분자들로 이루어진 혼합액정의 평균방향자의 제곱변위를 구하여 그들의 평균제곱변위를 구한 뒤, 이 평균 제곱변위의 시간에 대한 기울기를 구하는 방법을 이용하여 회전점도
Figure 112012050220118-pat00016
를 구하는 통계?분석모듈(320)을 포함한 분석부(300)로 이루어지며,
상기 통계?분석모듈(320)은,
서로 다른 액정 분자들로 이루어진 혼합액정의 평균방향자의 제곱변위를 구하여 평균제곱변위를 구한 후, [수학식2] 를 이용하여 회전점도를 계산하는 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 서로 다른 액정 혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템.
[수학식2]
Figure 112012050220118-pat00028

Figure 112012050220118-pat00029
; 분자동역학 모의실험을 통해 얻게 되는 액정분자 계의 방향자의 시간에 대한 평균제곱변위의 기울기
V; 분자동역학 시뮬레이션을 통해 얻어진 평균부피
T; 분자동역학 시뮬레이션을 통해 얻어진 평균온도
Figure 112012050220118-pat00030
; 볼쯔만상수
In the molecular dynamics computer simulation system for calculating the rotational viscosity,
Liquid crystal molecular structure module 110 for obtaining structures and electron densities of liquid crystal molecules of different mixed liquid crystal systems, a file converting module (File Converting) 120 for converting the structure of the liquid crystal molecules into a file for molecular dynamics simulation, and the converting A preparation unit 100 including a molecular dynamics force field assignment modeling module 130 including force field assigning for modeling a file for performing an MD process;
NVT module 210 for implementing the Langevin dynamics simulation of the quasi-ensemble system, NPT module 220 for implementing the Langebin dynamics simulation of the isothermal isotropic ensemble system, using the sample modeled by the preparation unit 100, And an MD process unit 200 including an NPT module 230 for implementing Brownian dynamic simulation of an isothermal isothermal ensemble system. And
The vector analysis module 310 extracts the entire director vector from the liquid crystal mixture using the result data obtained through the MD process unit 200, and the average direction of the mixed liquid crystals composed of different liquid crystal molecules using the extracted vector. Find the square displacement of the ruler, find their mean square displacement, and then use the method to find the slope of the mean square displacement over time.
Figure 112012050220118-pat00016
Obtained by the analysis unit 300, including a statistical analysis module 320,
The statistical analysis module 320,
After calculating the squared displacement of the average director of the mixed liquid crystal composed of different liquid crystal molecules to obtain the average square displacement, the method of calculating the rotational viscosity using Equation 2 is used to Molecular dynamics computer simulation system for rotational viscosity calculation.
&Quot; (2) "
Figure 112012050220118-pat00028

Figure 112012050220118-pat00029
; Gradient of Mean Square Displacement with Time of the Director of Liquid Crystal Molecular System Obtained by Molecular Dynamics Simulation
V; Average volume obtained through molecular dynamics simulation
T; Average temperature obtained through molecular dynamics simulation
Figure 112012050220118-pat00030
; Boltzmann constant
제 1항에 있어서,
상기 분자동역학 역장할당?모델링 모듈(130)은 Generalized AMBER Force Field(GAFF)의 역장을 사용한 것을 특징으로 하는 서로 다른 액정 혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 시스템.
The method of claim 1,
The molecular dynamics force field assignment modeling module 130 is a molecular dynamics computer simulation system for calculating the rotational viscosity of different liquid crystal mixtures, characterized in that using the force field of the Generalized AMBER Force Field (GAFF).
삭제delete 준비부(100), MD 프로세스부(200) 및 분석부(300)를 포함하는 시스템을 이용한 서로 다른 회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 방법에 있어서,
(a) 상기 준비부(100)가 서로 다른 액정혼합계의 액정분자의 구조 및 전자밀도를 구하는 단계;
(b) 상기 준비부(100)가 (a)단계의 액정분자 구조를 분자동역학 시뮬레이션에 필요한 파일로 바꾸는(컨버팅하는)단계;
(c) 상기 준비부가 상기 (b)단계에서 컨버팅된 파일을 MD 프로세스 수행을 위해 역장할당(force field assigning)을 포함하여 모델링하는 단계;
(d) 상기 MD프로세스부(200)가 상기 (c)단계를 통해 모델링된 파일로 정준앙상블계의 랑게빈동역학 시뮬레이션을 구현하는 단계;
(e) 상기 MD프로세스부(200)가 상기 (d)단계를 통해 모델링된 파일로 등온등압앙상블계의 랑게빈 동역학 시뮬레이션을 구현하는 단계;
(f) 상기 MD프로세스부(200)가 상기 (e)단계를 통해 모델링된 파일로 등온등압앙상블계의 브라운 동역학 시뮬레이션을 구현하는 단계;
(g) 상기 분석부(300)가 상기 (f)단계를 통해 얻어진 결과데이터를 이용하여 액정 혼합계 전체 방향자 백터를 추출하는 단계; 및
(h) 상기 분석부(300)가 상기 (g)단계를 통해 추출된 전체 방향자 벡터를 통해 서로 다른 액정 분자들로 이루어진 혼합액정의 평균방향자의 제곱변위를 구하여 그들의 평균제곱변위를 구한 뒤, 이 평균 제곱변위의 시간에 대한 기울기를 구하는 방법을 이용하여 회전점도
Figure 112012050220118-pat00020
을 구하는 단계; 를 포함하며,
상기 제 (h) 단계는,
분석부(300)가 서로 다른 액정 분자들로 이루어진 혼합액정의 평균방향자의 제곱변위를 구하여 평균제곱변위를 구한 후, [수학식2] 를 이용하여 회전점도를 계산하는 방법을 사용하는 것을 특징으로 서로 다른 액정 혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 방법.
[수학식2]
Figure 112012050220118-pat00031

Figure 112012050220118-pat00032
; 분자동역학 모의실험을 통해 얻게 되는 액정분자 계의 방향자의 시간에 대한 평균제곱변위의 기울기
V; 분자동역학 시뮬레이션을 통해 얻어진 평균부피
T; 분자동역학 시뮬레이션을 통해 얻어진 평균온도
Figure 112012050220118-pat00033
; 볼쯔만상수
In the molecular dynamics computer simulation method for calculating different rotational viscosities using a system comprising a preparation unit 100, MD process unit 200 and the analysis unit 300,
(a) obtaining, by the preparation unit 100, structures and electron densities of liquid crystal molecules of different liquid crystal mixtures;
(b) the preparation unit 100 converting (converting) the liquid crystal molecular structure of step (a) into a file required for molecular dynamics simulation;
(c) the preparation unit modeling the converted file in step (b) including force field assigning to perform an MD process;
(d) the MD process unit 200 implementing a Langebin dynamics simulation of the canonical ensemble system with a file modeled through the step (c);
(e) the MD process unit 200 embodying a Langebin dynamics simulation of an isothermal isothermal ensemble system with a file modeled through the step (d);
(f) the MD process unit 200 implementing Brownian dynamics simulation of an isothermal isothermal ensemble system with a file modeled through the step (e);
(g) extracting, by the analyzer 300, the entire director vector from the liquid crystal mixture using the result data obtained through step (f); And
(h) the analyzer 300 obtains the square displacement of the average director of the mixed liquid crystal molecules composed of different liquid crystal molecules through the total director vector extracted through the step (g), and then obtains their average square displacement, Rotational viscosity using the method to find the slope of the mean square displacement over time
Figure 112012050220118-pat00020
Obtaining a; Including;
The (h) step,
After the analysis unit 300 obtains the mean square displacement by obtaining the square displacement of the average director of the mixed liquid crystal consisting of different liquid crystal molecules, using the method of calculating the rotational viscosity using Equation 2 Molecular dynamics computer simulation method for calculating the rotational viscosity of different liquid crystal mixtures.
&Quot; (2) "
Figure 112012050220118-pat00031

Figure 112012050220118-pat00032
; Gradient of Mean Square Displacement with Time of the Director of Liquid Crystal Molecular System Obtained by Molecular Dynamics Simulation
V; Average volume obtained through molecular dynamics simulation
T; Average temperature obtained through molecular dynamics simulation
Figure 112012050220118-pat00033
; Boltzmann constant
제 4항에 있어서,
상기 (c)단계는,
준비부(100)가 Generalized AMBER Force Field(GAFF)의 역장을 사용한 것을 특징으로 하는 서로 다른 액정 혼합물의 회전점도 계산을 위한 분자동역학 컴퓨터 시뮬레이션 방법.
The method of claim 4, wherein
The step (c)
Molecular dynamics computer simulation method for calculating the rotational viscosity of different liquid crystal mixture, characterized in that the preparation unit 100 using the force field of the Generalized AMBER Force Field (GAFF).
삭제delete
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