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首页> 外文期刊>The Journal of Chemical Physics >Using stochastic models calibrated from nanosecond nonequilibriumsimulations to approximate mesoscale information
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Using stochastic models calibrated from nanosecond nonequilibriumsimulations to approximate mesoscale information

机译：使用根据纳秒级非平衡模拟校准的随机模型来近似中尺度信息

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We demonstrate how the surrogate process approximation (SPA) method can be used to computeboth the potential of mean force along a reaction coordinate and the associated diffusion coefficientusing a relatively small number (10-20) of bidirectional nonequilibrium trajectories coming from acomplex system. Our method provides confidence bands which take the variability of the initialconfiguration of the high-dimensional system, continuous nature of the work paths, and thermalfluctuations into account. Maximum-likelihood-type methods are used to estimate a stochasticdifferential equation (SDE) approximating the dynamics. For each observed time series, we estimatea new SDE resulting in a collection of SPA models. The physical significance of the collection ofSPA models is discussed and methods for exploiting information in the population of estimated SPAmodels are demonstrated and suggested. Molecular dynamics simulations of potassium iondynamics inside a gramicidin A channel are used to demonstrate the methodology, althoughSPA-type modeling has also proven useful in analyzing single-molecule experimental time series [J.Phys. Chem. B 113, 118 (2009)].
机译：我们演示了如何使用替代过程近似（SPA）方法使用相对少量（10-20）的来自复杂系统的双向非平衡轨迹来计算沿着反作用坐标的平均力和相关扩散系数的潜力。我们的方法提供了置信带，该置信带考虑了高维系统的初始配置的可变性，工作路径的连续性质以及热波动。最大似然类型方法用于估计近似动力学的随机微分方程（SDE）。对于每个观察到的时间序列，我们估计一个新的SDE，从而生成SPA模型集合。讨论了SPA模型集合的物理意义，并论证了建议的SPA模型样本中的信息开发方法。尽管SPA类型的建模也已被证明可用于分析单分子实验时间序列，但仍使用galicidin A通道内钾离子动力学的分子动力学模拟来演示该方法。化学B 113，118（2009）]。

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