動的モンテカルロ法

化学において、動的モンテカルロ法 (DMC)は、個々のステップの速度を乱数と比較することで分子の動的挙動をモデル化するモンテカルロ法です。これは本質的には運動学的モンテカルロ法と同じです。平衡状態のシステムの研究に使用されてきたメトロポリスモンテカルロ法とは異なり、DMC 法は反応、拡散などの非平衡システムの調査に使用されます(Meng and Weinberg 1994)。この方法は主に表面上の吸着質の挙動を分析するために使用されます。

DMC シミュレーションを実行するためのよく知られた方法には、第一反応法 (FRM) やランダム選択法 (RSM) などがあります。FRM と RSM は特定のモデルから同じ結果を生成しますが、適用されるシステムに応じて コンピュータ リソースが異なります。

FRM では、イベント リスト上で時間が最小となる反応を進めます。イベント リストには、考えられるすべての反応の暫定的な時間が格納されています。1 つのイベントが選択されると、システム時間が反応時間まで進められ、イベント リストが再計算されます。この方法は、反応が常に 1 つのイベントで発生するため、計算時間が効率的です。一方、イベント リストがあるため、コンピュータのメモリを大量に消費します。そのため、大規模なシステムに適用することは困難です。

RSM は、選択された分子の反応が進むかどうか、遷移確率を乱数と比較することによって決定します。この方法では、反応が必ずしも 1 つのイベントで進行するわけではないため、FRM よりも大幅に多くの計算時間が必要です。ただし、イベントリストを使用しないため、コンピュータのメモリを節約できます。この方法により、大規模なシステムを計算できます。

• ハイブリッドモンテカルロ

• (Meng と Weinberg 1994): B. Meng と WH Weinberg、J. Chem. Phys. 100、5280 (1994)
• (Meng and Weinberg 1996): B. Meng、WH Weinberg、Surface Science 364 (1996) 151-163。