Dissipative particle dynamics
சிதறல் துகள் இயக்கவியல் (டி. பி. டி) என்பது ஒரு ஆஃப்-லேட்டிஸ் மெசோஸ்கோபிக் உருவகப்படுத்துதல் நுட்பமாகும், இது தொடர்ச்சியான இடம் மற்றும் தனித்துவமான நேரத்தில் நகரும் துகள்களின் தொகுப்பை உள்ளடக்கியது. துகள்கள் ஒற்றை அணுக்களைக் காட்டிலும் முழு மூலக்கூறுகள் அல்லது திரவப் பகுதிகளைக் குறிக்கின்றன, மேலும் அணு விவரங்கள் உரையாற்றப்பட்ட செயல்முறைகளுக்கு பொருத்தமானதாக கருதப்படுவதில்லை. துகள்களின் உள் சுதந்திர அளவுகள் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு, எளிமையான ஜோடி வாரியான சிதறல் மற்றும் சீரற்ற சக்திகளால் மாற்றப்படுகின்றன, இதனால் உள்ளூரில் வேகத்தை பாதுகாக்கவும், சரியான ஹைட்ரோடைனமிக் நடத்தையை உறுதி செய்யவும் முடியும். இந்த முறையின் முக்கிய நன்மை என்னவென்றால், வழக்கமான எம். டி உருவகப்படுத்துதல்களைப் பயன்படுத்தி சாத்தியமானதை விட நீண்ட நேரம் மற்றும் நீளம் அளவுகோல்களுக்கு இது அணுகலை வழங்குகிறது. பல்லாயிரக்கணக்கான மைக்ரோ விநாடிகளுக்கு நேரியல் பரிமாணத்தில் 100 என்எம் வரையிலான தொகுதிகளில் பாலிமெரிக் திரவங்களின் உருவகப்படுத்துதல்கள் இப்போது பொதுவானவை. டி. பி. டி ஆரம்பத்தில் ஹூஜெர்ப்ரூக் மற்றும் கோயல்மேன் ஆகியோரால் லட்டிஸ் கேஸ் ஆட்டோமேட்டா என்று அழைக்கப்படும் லட்டிஸ் கலைப்பொருட்களைத் தவிர்ப்பதற்கும், மூலக்கூறு இயக்கவியல் (எம். டி) உடன் கிடைக்கக்கூடிய ஹைட்ரோடினமிக் நேரம் மற்றும் விண்வெளி அளவுகளைச் சமாளிப்பதற்கும் உருவாக்கப்பட்டது. இது பின்னர் முறையான வெப்ப சமநிலை நிலையை உறுதி செய்வதற்காக பி. எஸ்பானோலால் மறுசீரமைக்கப்பட்டு சற்று மாற்றியமைக்கப்பட்டது. குறைந்த கணக்கீட்டு சிக்கல் மற்றும் போக்குவரத்து பண்புகளின் சிறந்த கட்டுப்பாடு கொண்ட தொடர்ச்சியான புதிய டிபிடி வழிமுறைகள் வழங்கப்படுகின்றன. இந்தக் கட்டுரையில் வழங்கப்பட்ட வழிமுறைகள் டி. பி. டி தெர்மோஸ்டாட்டிங்கைப் பயன்படுத்துவதற்கு தோராயமாக ஒரு ஜோடி துகள்களைத் தேர்வு செய்கின்றன, இதனால் கணக்கீட்டு சிக்கலைக் குறைக்கிறது. சமன்பாடுகள் ஒரு டிபிடி துகள் i மீது செயல்படும் மொத்த பிணைப்பில்லாத விசை ஒரு நிலையான கட்-ஆஃப் தூரத்திற்குள் இருக்கும் அனைத்து துகள்களின் கூட்டுத்தொகையால் வழங்கப்படுகிறது, மூன்று ஜோடி வாரியாக சேர்க்கும் சக்திகள்ஃ மேலே உள்ள சமன்பாட்டில் முதல் சொல் ஒரு பழமைவாத விசை, இரண்டாவது ஒரு சிதறல் விசை மற்றும் மூன்றாவது ஒரு சீரற்ற விசை. கன்சர்வேட்டிவ் விசை மணிகளுக்கு ஒரு வேதியியல் அடையாளத்தை வழங்க செயல்படுகிறது, அதே நேரத்தில் சிதறல் மற்றும் சீரற்ற விசைகள் ஒன்றாக ஒரு தெர்மோஸ்டாட்டை உருவாக்குகின்றன, இது அமைப்பின் சராசரி வெப்பநிலையை நிலையானதாக வைத்திருக்கிறது. பிணைக்கப்படாத அனைத்து விசைகளின் முக்கிய பண்பு என்னவென்றால், அவை உள்ளூரில் வேகத்தை பாதுகாக்கின்றன, இதனால் சிறிய துகள் எண்களுக்கு கூட திரவத்தின் ஹைட்ரோடைனமிக் முறைகள் வெளிப்படுகின்றன. உள்ளூர் வேகப் பாதுகாப்புக்கு இரண்டு இடைவினை மணிகளுக்கு இடையிலான சீரற்ற விசை சமச்சீரற்றதாக இருக்க வேண்டும். எனவே ஒவ்வொரு ஜோடி இடைவினை துகள்களுக்கும் ஒரே ஒரு சீரற்ற விசை கணக்கீடு மட்டுமே தேவைப்படுகிறது. இது டி. பி. டி. யை பிரவுனியன் இயக்கவியலிலிருந்து வேறுபடுத்துகிறது, இதில் ஒவ்வொரு துகளும் மற்ற அனைத்து துகள்களிலிருந்தும் சுயாதீனமாக ஒரு சீரற்ற சக்தியை அனுபவிக்கின்றன. மணிகளை மென்மையான (பெரும்பாலும் ஹூக்கியன்) நீரூற்றுகளுடன் இணைப்பதன் மூலம் 'மூலக்கூறுகளாக' இணைக்க முடியும். டிபிடி-யின் மிகவும் பொதுவான பயன்பாடுகள் துகள் எண், அளவு மற்றும் வெப்பநிலையை நிலையானதாக வைத்திருக்கின்றன, எனவே என். வி. டி குழுமத்தில் நடைபெறுகின்றன. மாற்றாக, தொகுதிக்கு பதிலாக அழுத்தம் நிலையானதாக வைக்கப்படுகிறது, இதனால் உருவகப்படுத்துதல் NPT குழுமத்தில் உள்ளது. இணையாக்கம் கொள்கையளவில், மில்லி விநாடிகளுக்கு ஒரு கன மைக்ரானை நெருங்கும் மிகப் பெரிய அமைப்புகளின் உருவகப்படுத்துதல்கள், பியோவுல்ஃப் பாணி கிளஸ்டரில் பல செயலிகளில் இயங்கும் டிபிடி-யின் இணையான செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்தி சாத்தியமாகும். பிணைக்கப்படாத விசைகள் டி. பி. டி. யில் குறுகிய தூரத்தில் இருப்பதால், ஒரு இடஞ்சார்ந்த கள சிதைவு நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு டி. பி. டி குறியீட்டை மிகவும் திறமையாக இணையாக மாற்ற முடியும். இந்தத் திட்டத்தில், மொத்த உருவகப்படுத்துதல் இடம் பல கியூபாய்டல் பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, அவை ஒவ்வொன்றும் கிளஸ்டரில் உள்ள ஒரு தனித்துவமான செயலிக்கு ஒதுக்கப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு செயலியும் அதன் வெகுஜன மையங்கள் அதன் இடப்பகுதிக்குள் இருக்கும் அனைத்து மணிகளின் இயக்கத்தின் சமன்பாடுகளை ஒருங்கிணைப்பதற்கு பொறுப்பாகும். ஒவ்வொரு செயலியின் இடத்தின் எல்லைகளுக்கு அருகில் உள்ள மணிகளுக்கு மட்டுமே செயலிகளுக்கு இடையே தொடர்பு தேவைப்படுகிறது. உருவகப்படுத்துதல் திறமையானதாக இருப்பதை உறுதி செய்வதற்காக, முக்கியமான தேவை என்னவென்றால், இடை-செயலி தொடர்பு தேவைப்படும் துகள்-துகள் தொடர்புகளின் எண்ணிக்கை ஒவ்வொரு செயலி பகுதியிலும் உள்ள துகள்-துகள் தொடர்புகளின் எண்ணிக்கையை விட மிகக் குறைவாக இருக்க வேண்டும். தோராயமாகப் பார்த்தால், இதன் பொருள் என்னவென்றால், ஒவ்வொரு செயலிக்கும் ஒதுக்கப்பட்ட இடத்தின் அளவு அதன் மேற்பரப்பு பரப்பளவு (விசை வெட்டு தூரத்துடன் ஒப்பிடக்கூடிய தூரத்தால் பெருக்கப்படுகிறது) அதன் அளவை விட மிகக் குறைவாக இருக்க வேண்டும். பயன்பாடுகள் பல்வேறு வகையான சிக்கலான ஹைட்ரோடினமிக் நிகழ்வுகள் டிபிடி பயன்படுத்தி உருவகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இங்குள்ள பட்டியல் அவசியம் முழுமையடையவில்லை. இந்த உருவகப்படுத்துதல்களின் குறிக்கோள் பெரும்பாலும் திரவத்தின் மேக்ரோஸ்கோபிக் அல்லாத நியூட்டோனியன் ஓட்ட பண்புகளை அதன் நுண்ணோக்கி கட்டமைப்புடன் தொடர்புபடுத்துவதாகும். இத்தகைய டிபிடி பயன்பாடுகள் கான்கிரீட்டின் ரியோலாஜிக்கல் பண்புகளை மாதிரியாக்குவது முதல் உயிர் இயற்பியலில் லிபோசோம் உருவாக்கத்தை உருவகப்படுத்துவது முதல் டைனமிக் ஈரப்பதம் போன்ற பிற சமீபத்திய மூன்று கட்ட நிகழ்வுகள் வரை உள்ளன. இரத்த அணுக்கள் மற்றும் பாலிமர் மைஸல்ஸ் போன்ற சிதைக்கக்கூடிய பொருட்களைக் கொண்ட பன்முக பல கட்ட ஓட்டங்களை மாதிரியாக்குவதிலும் டிபிடி முறை பிரபலமடைந்துள்ளது. 1990 களின் முற்பகுதியில் முதன்முதலில் முன்மொழியப்பட்டதிலிருந்து டிபிடி முறையின் பல்வேறு முக்கிய அம்சங்களின் முன்னேற்றங்களின் முழு தடயத்தையும் "சிதறல் துகள் இயக்கவியல்ஃ அறிமுகம், முறை மற்றும் சிக்கலான திரவ பயன்பாடுகள்-ஒரு மதிப்பாய்வு" இல் காணலாம். டி. பி. டி. யில் அதிநவீனமானது 2008 ஆம் ஆண்டில் ஒரு சி. இ. சி. ஏ. எம் பட்டறையில் கைப்பற்றப்பட்டது. அங்கு வழங்கப்பட்ட நுட்பத்தின் புதுமைகளில் ஆற்றல் பாதுகாப்புடன் டிபிடி அடங்கும்; திரவ பாகுத்தன்மையை இணைக்க அனுமதிக்கும் மையமற்ற உராய்வு சக்திகள்; பாலிமர்களுக்கு இடையிலான பிணைப்பு கடப்பதைத் தடுப்பதற்கான ஒரு வழிமுறை; மற்றும் அணு மூலக்கூறு இயக்கவியலிலிருந்து டிபிடி தொடர்பு அளவுருக்களின் தானியங்கி அளவுத்திருத்தம். சமீபத்தில், தானியங்கி அளவுத்திருத்தம் மற்றும் அளவுருவின் எடுத்துக்காட்டுகள் சோதனை அவதானிப்புகளுக்கு எதிராக காட்டப்பட்டுள்ளன. கூடுதலாக, தொடர்பு சாத்தியமான அளவுத்திருத்தம் மற்றும் அளவுருக்கள் நோக்கத்திற்காக தரவுத்தொகுப்புகள் ஆராயப்பட்டுள்ளன. ஸ்வோப் மற்றும் பலர், இலக்கியத் தரவுகளின் விரிவான பகுப்பாய்வு மற்றும் கிரிட்டிக்கல் மைஸல் செறிவு (சிஎம்சி) மற்றும் மைஸல்லர் சராசரி திரட்டல் எண் (நாக்) ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் ஒரு சோதனைத் தரவுத்தொகுப்பை வழங்கியுள்ளனர். டிபிடி பயன்படுத்தி மைஸெல்லர் உருவகப்படுத்துதல்களின் எடுத்துக்காட்டுகள் முன்பு நன்கு ஆவணப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. குறிப்புகள் கிடைக்கும் தொகுப்புகள் டிபிடி உருவகப்படுத்துதல்களைச் செய்யக்கூடிய (மேலும்) கிடைக்கக்கூடிய சில உருவகப்படுத்துதல் தொகுப்புகள் பின்வருமாறுஃ குல்ஜிஃ வேதியியல் ஒருங்கிணைந்த மொழி இடைமுகம், குல்கி பி. வி., நெதர்லாந்து டிஎல் _ மெசோஃ திறந்த மூல மெசோஸ்கேல் உருவகப்படுத்துதல் மென்பொருள். DPDmacs ESPResSo: மென்மையான பொருள் அமைப்புகள் குறித்த ஆராய்ச்சிக்கான விரிவாக்க உருவகப்படுத்துதல் தொகுப்பு-திறந்த மூல ஃப்ளூயிடிக்ஸ்ஃ ஒன்ஜீரோ மென்பொருளிலிருந்து கிடைக்கும் ஃப்ளூயிடிக்ஸ் உருவகப்படுத்துதல் தொகுப்பு. ஜிபிஐயுடிஎம்டிஃ பல-துகள் இயக்கவியலுக்கான வரைகலை செயலிகள் குரோமாக்ஸ்-டிபிடிஃ டிபிடி உட்பட குரோமாக்ஸின் மாற்றியமைக்கப்பட்ட பதிப்பு. HOOMD-நீலம்ஃ மிகவும் உகந்த பொருள் சார்ந்த பல துகள் இயக்கவியல்-நீல பதிப்பு லேம்ப்ஸ் மெட்டீரியல்ஸ் ஸ்டுடியோஃ மெட்டீரியல்ஸ் ஸ்டுடியோ-இரசாயனங்கள் மற்றும் பொருட்களைப் படிப்பதற்கான மாடலிங் மற்றும் உருவகப்படுத்துதல், ஆக்ஸெல்ரிஸ் சாப்ட்வேர் இன்க். ஆஸ்ப்ரே-டிபிடிஃ ஓபன் சோர்ஸ் பாலிமர் ரிசர்ச் என்ஜின்-டிபிடி சிம்ப்ளர்ஃ ஃப்ரீபர்க் பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு ஃப்ரீவேர் சிம்பாலிக் பார்ட்டிக்ல் சிமுலேட்டர். சன்லைட் டிபிடிஃ திறந்த மூல (ஜிபிஎல்) டிபிடி மென்பொருள். வெளிப்புற இணைப்புகள் DPD உருவகப்படுத்துதல் நுட்பம் மூலம் MatDL (பொருட்கள் டிஜிட்டல் நூலக பாதை) (MatDL) அமுக்கப்பட்ட பொருள் இயற்பியல் மென்மையான பொருள் கணக்கீட்டு திரவ இயக்கவியல் அல்லாத நியூட்டோனிய திரவங்கள்