分子動力学シミュレーションの基礎理論

物理、化学、生物、材料、機械、幅広い研究分野で役立つ技術。分子動力学シミュレーションに本気で取組みたい！

分子動力学（ＭＤ）シミュレーションをこれから始めたいあなたへ！
MDシミュレーションの基礎から応用までの解説書．

MDシミュレーションは，統計力学における数値手法であり，物理，化学，生物，材料，機械など幅広い分野の研究に役立つ技術の一つとなっており，適用範囲は拡大の一途を辿っている．土台となる基礎理論と典型的な解析について理解すれば，自分の興味に応じた研究展開が可能となる．

目次

第1章　統計力学の原理
　1・1　位相空間と分布関数
　1・2　熱力学量
　1・3　カノニカルアンサンブルとNPTアンサンブル
　1・4　グランドカノニカルアンサンブル
　1・5　動径分布関数
　1・6　動径分布関数と熱力学量
　1・7　静的構造因子
　1・8　Liouville方程式

第2章　力場
　2・1　ポテンシャル関数
　2・2　分子間相互作用の計算
　2・3　長距離相互作用の計算

第3章　運動方程式の数値積分とアンサンブルの生成
　3・1　運動方程式の数値積分
　3・2　拘束と時間刻みの取扱い
　3・3　温度・圧力を制御したアンサンブルの生成

第4章　構造解析
　4・1　ヒストグラムと分布関数
　4・2　分布関数の使い方：NaCl水溶液の構造解析
　4・3　すこし進んだ構造解析
　4・4　可視化

第5章　自由エネルギー計算とサンプリングの効率化
　5・1　配置積分と自由エネルギー変化
　5・2　粒子挿入法
　5・3　中間状態の導入：自由エネルギー摂動法と熱力学積分法
　5・4　ソフトコアポテンシャル
　5・5　誤差の最小化とoverlapping distribution法
　5・6　BAR法
　5・7　アンブレラサンプリングとWHAM
　5・8　効率的なサンプリング

第6章　動的挙動の解析
　6・1　Brown運動
　6・2　時間相関関数
　6・3　MDシミュレーションによる時間相関関数の計算
　6・4　線形応答理論とGreen―久保公式

第7章　量子力学的手法との融合
　7・1　量子力学と古典力学との融合
　7・2　第一原理計算の方法：密度汎関数理論を中心に
　7・3　QM/MM法
　7・4　第一原理計算に基づくほかの方法

第8章　タンパク質
　8・1　タンパク質の分子モデリング
　8・2　タンパク質を含む水溶液系の作成
　8・3　MDシミュレーションの手順
　8・4　典型的な解析手法
ほか

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