「材料研究、解析を加速する、LAMMPS実践ガイド」

LAMMPS

による

分子動力学シミュレーション

著　者　日野　理
　　　　（株式会社クロスアビリティ　リサーチフェロー）
出版社　化学工業日報社
サイズ　B5判　420頁
定　価　8,800円（本体8,000円＋税10％）送料別
発行日　2026年2月17日
ISBN      978-4-87326-785-2　C3058

［目　　次］

第０章　いくつかの留意事項

第１章　分子動力学の基礎
　1.1　熱力学
　　1.1.1　気体の状態方程式
　　1.1.2　熱力学の第１法則と第２法則
　　1.1.3　熱力学関数
　　1.1.4　単成分系の相平衡
　　1.1.5　溶液の浸透圧
　　1.1.6　分配係数
　　1.1.7　ゴムの熱力学
　1.2　統計力学
　　1.2.1　統計力学の基本概念
　　1.2.2　統計力学と熱力学の関係
　　1.2.3　古典統計力学における微視的状態の表し方
　　1.2.4　ミクロカノニカル分布の方法
　　1.2.5　カノニカル分布の方法
　　1.2.6　非平衡統計力学の基礎
　　1.2.7　線形応答理論
　　1.2.8　揺動散逸関係式
　　　　　　補足：第２種揺動散逸関係式の一般化
　　1.2.9　化学ポテンシャル計算法
　　　　　　補足：等温・等圧分布への拡張
　　1.2.10　格子モデル
　　　　　　格子モデルによる溶液理論（溶液の格子理論）
　　　　　　格子モデルによる高分子理論（フローリー・ハギンズ
　　　　　　理論）
　　1.2.11　ゴムの統計力学
　　　　　　孤立高分子の統計力学
　　　　　　架橋ゴムの統計力学
　1.3　分子動力学
　　1.3.1　分子動力学の『導出』
　　1.3.2　代表的な力場
　　　　　　結合ポテンシャル
　　　　　　角度ポテンシャル
　　　　　　２面角ポテンシャル
　　　　　　クーロンポテンシャル
　　　　　　ファン・デル・ワールスポテンシャル
　　　　　　水分子の力場
　　　　　　カットオフ
　　　　　　Tersoffポテンシャル
　　1.3.3　圧力と温度を制御した分子動力学シミュレーション
　　　　　　圧力を制御する方法
　　　　　　温度を制御する方法
　　　　　　圧力と温度を制御する方法
　　1.3.4　分子動力学で使用される計算技術
　　　　　　周期境界条件
　　　　　　時間積分法

第２章　LAMMPS実行環境の構築
　2.1　よく使うLinuxコマンド
　2.2　LAMMPSのビルド
　　2.2.1　LAMMPSソースファイルの入手と展開
　　2.2.2　LAMMPSのビルドと計算実行の準備
　　2.2.3　動作確認の計算

第３章　LAMMPSによる分子動力学シミュレーション
　3.1　LAMMPSの入力スクリプト
　　3.1.1　初期設定
　　3.1.2　システム（系）定義
　　3.1.3　シミュレーション設定
　　3.1.4　シミュレーション実行
　3.2　アルゴン気体の分子動力学シミュレーション
　　3.2.1　Step1（アルゴン気体の平衡物性の計算）
　　3.2.2　Step2（シャルルの法則の確認）
　　3.2.3　Step3（ボイルの法則の確認）
　　3.2.4　Step4（断熱過程のシミュレーション）
　3.3　分子動力学による飽和蒸気圧計算
　　3.3.1　飽和蒸気圧の計算式
　　3.3.2　Step1（液体水モデル生成とその平衡化計算）
　　3.3.3　Step2（水の飽和蒸気圧計算）
　3.4　分子動力学によるヘンリー定数計算
　　3.4.1　ヘンリー定数の計算式
　　3.4.2　Step1（液体水モデル生成とその平衡化計算）
　　3.4.3　Step2（二酸化炭素のヘンリー定数計算）
　3.5　分子動力学による分配係数計算
　　3.5.1　分配係数の計算式
　　3.5.2　Step1（ベンゼンの希薄水溶液における過剰化学ポテン
　　　　　　　　シャル計算）
　　3.5.3　Step2（オクタノールモデル作成とその平衡化計算）
　　3.5.4　Step3（ベンゼンの希薄オクタノール溶液における過剰
　　　　　　　　化学ポテンシャル計算）
　　3.5.5　Step4（ベンゼンのオクタノール／水分配係数計算）
　3.6　分子動力学による誘電率計算
　　3.6.1　誘電率の計算式
　　3.6.2　Step1（水の平衡化計算）
　　3.6.3　Step2（水の誘電率計算）
　　3.6.4　Step3（水の誘電率計算－分子振動を許す場合）
　　3.6.5　マルチタウ相関法
　　3.6.6　線形応答理論の適用に関する注意
　3.7　粗視化分子動力学による高分子物質の粘弾性計算
　　3.7.1　粘弾性の計算式
　　3.7.2　Step1（ビーズスプリングモデル作成とその平衡化）
　　3.7.3　Step2（ビーズスプリングモデルによる応力緩和および
　　　　　　　　粘弾性計算）
　3.8　粗視化分子動力学による溶液の浸透圧計算
　　3.8.1　Step1（浸透圧計算モデル作成とその平衡化）
　　3.8.2　Step2（浸透シミュレーションと浸透圧計算）
　　3.8.3　Step3（浸透圧計算を用いた相互作用パラメータの決定）
　3.9　粗視化分子動力学によるゴムの力学物性計算
　　3.9.1　連続体の弾性理論
　　3.9.2　Step1（理想ゴムモデルの平衡化）
　　3.9.3　Step2（理想ゴムモデルの力学物性計算）
　　3.9.4　Step3（理想ゴムモデルの粘弾性計算） 
　　3.9.5　Step4（架橋ゴムモデルの力学物性計算）
　　3.9.6　Step5（架橋ゴムモデルの粘弾性計算）

第４章　Winmostarを利用したLAMMPSによる分子動力学シミュレーション
　4.1　WinmostarチュートリアルLAMMPS基礎編
　　4.1.1　THF分子モデリング
　　4.1.2　THF液体モデル作成
　　4.1.3　力場の割り当て
　　4.1.4　エネルギー最小化，NVT平衡化およびNPT平衡化
　　4.1.5　本計算（THF液体のMDシミュレーション）
　4.2　Winmostarを利用した水の誘電率計算
　　4.2.1　液体水モデル作成
　　4.2.2　力場の割り当て
　　4.2.3　エネルギー最小化，NVT平衡化，NPT平衡化および
　　　　　本計算
　　4.2.4　結果解析

索引