SciMAPS

シミュレーション

 シミュレーション機能 ~先進のプログラム群をサポート~

様々なスケールの計算手法に対応したプラグインを提供します。力場計算、量子力学計算、メソスケール計算に加え、構造活性・物性相関や状態方程式による物性予測に対応しています。それぞれの計算分野で定評のある先進のシミュレーションプログラムに対応しています。

力場計算

分子動力学計算プログラム

系を構成する分子モデルの各原子に対して初速度を与え、ニュートンの運動方程式にしたがって系の時間発展を計算します。得られた構造変化の履歴から分子の挙動を解析します。一般的なコンピュータで数万原子まで取り扱うことが可能ですので、低分子から高分子、液体、固体、界面等の様々な系の原子レベルでの挙動の研究に利用可能です。拡散定数など時間の発展を考慮する必要がある場合に利用します。SciMAPSのサポートするプログラムは、並列化による高速化、遠距離相互作用の高速計算等、最新の手法を多数取り揃えています。

  • □主な機能
    • 極小化計算
    • NVE、NVT、NPTの各種アンサンブル
    • VDW相互作用計算 カットオフ法
    • クーロン相互作用計算 カットオフ法、PPPM法、PME法、Ewald法
    • マルチタイムスケール数値積分法(rRESPA法)
    • DREIDING、CFF、AMBER、CHARMMの各力場に対応
    • Martini、SDKの各粗視化力場に対応
  • □対応プログラム
    • LAMMPS-Atomistic Plug-in
    • NAMD Plug-in
    • GROMACS Plug-in

モンテカルロ計算プログラム

モンテカルロ法は、確率的手法を用いて系の状態を出現させることで、系を構成する粒子の分布を求める方法です。分子動力学計算のように時間の概念を考慮できませんが、分子動力学計算では取り扱うことの難しい液液、気液平衡などの相平衡状態やゼオライトへの吸着現象の研究に最適なプログラムです。また、SciMAPSがサポートするプログラムは、効率の良いコンフォメーションを発生する多数のアルゴリズムを用意し、さまざまな力場関数系に対応しています。

  • □主な機能
    • NVE、NVT、NPT、μVT、ギブスの各種アンサンブルに対応
    • CBMC法による効率の良いサンプリング手法を搭載
    • AMBER、CHARMM、DREIDINGの各力場に対応
  • □対応プログラム
    • Chameleon Plug-in
    • Towhee Plug-in

量子力学計算

第一原理バンド計算

周期境界条件下での量子力学計算プログラムです。時間依存DFT法やGW法、PAW法等、密度汎関数法のさまざまな技術により、金属、セラミックス、半導体等の固体の構造、電子状態、物性の予測に最適です。

  • □対応プログラム
    • Quantum Espresso Plug-in
    • ABINIT Plug-in
    • VASP Interface

量子化学計算プログラム

非周期境界条件下での量子力学計算プログラムです。HF、MP2、DFT、時間依存DFT、CC法等、さまざまな手法を搭載しており、分子の構造や反応機構の予測に最適です。

  • □対応プログラム
    • NWCHEM Plug-in
    • TURBOMOLE Interface

半経験的分子軌道法プログラム

NDDO近似に基づき、実験値を再現するように決められた経験的なパラメータを用いることによって、計算コストをかけずに精度の高い計算を可能にしたプログラムです。非経験的分子軌道法では扱うことのできない大きな分子に対しても非常に高速に計算でき、低分子から数百原子程度の比較的大きな分子までの分子構造や物性の予測に適しています。

  • □対応プログラム
    • MOPAC Interface
    • MNDO Plug-in
    • VASP Interface

QM/MM計算プログラム

量子力学計算プログラムと力場計算プログラムを組み合わせた計算を行うことができます。量子化学計算プログラムと力場計算プログラムを組み合わせたQM/MM計算のみならず、量子化学計算と第一原理バンド計算を組み合わせたQM/QM計算も可能です。

  • □対応プログラム
    • QmPot Plug-in

遷移状態探索プログラム

量子化学計算で得られるエネルギー表面上の遷移状態を探索するツールです。各量子力学計算プログラムで計算されたエネルギーおよびその一次微分の情報を使って、LST(Linear Synchronous Transit)法、QST(Quadratic Synchronous Transit)法およびNEB(Nudged Elastic Band)法が利用できます。

  • □対応プログラム
    • TRANSITION STATE LOCATOR

メソスケール計算

散逸粒子動力学

複数の原子、分子を1つの粗視化粒子として表現し、ソフトマターをシミュレーションするプログラムです。液体や高分子の相変化など、分子動力学計算では対応の難しいメソスケールのシミュレーションを可能にします。

  • □対応プログラム
    • LAMMPS-DPD Plug-in

フラグメント間相互作用計算プログラム学

フラグメント間相互作用計算プログラムはMolecular Silverware法による二元混合物の相互作用を計算します。高分子や液体の熱力学物性や散逸粒子動力学計算の相互作用パラメータの推算に利用します。

  • □対応プログラム
    • FHMixinig Plug-in

熱力学物性計算

熱力学物性推算プログラム

状態方程式の統計会合流体理論Statistical Associating Fluid Theory(SAFT) 1)およびその派生であるPC-SAFT 2)、ePC-SAFT 3)を利用して、ポリマー、コポリマー、電解質等からなる混合物の物性値および相平衡を推算することができます。

  • □対応プログラム
    • SciTherm

薬物溶解度推算プログラム

PC-SAFT法により複数の純溶媒もしくは混合溶媒に対する薬品の溶解度を計算するためのインターフェースです。

  • □対応プログラム
    • SciPharma

情報科学

構造活性相関プログラム

様々な物理化学的情報(記述子)と実験値(活性値)との間の相関モデルを構築することのできるツールです。複数の記述子の特徴を持つ主成分軸を用いたPLS回帰分析や記述子を自動的に取捨選択する遺伝的アルゴリズムを利用することで、相関モデルを構築することができます。構築した相関モデルにより新規の分子系に対する実験値の予測を行うことを可能にします。

  • □対応プログラム
    • QSAR Plug-in
    • DRAGON X

計算データ管理プログラム

ユーザが作成した計算データを、ネットワーク上のデータベースに保存、管理するためのツールです。グループ内の他のユーザにデータを公開することで、過去の計算の有効利用を可能にします。検索するためのツールとしてQuer y Builderが搭載され、2次元スケッチによる分子構造指定ならびに計算設定・計算結果等の範囲指定を簡単に行うことができ、データベース中を詳細に検索することができます。

  • □対応プログラム
    • Database

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