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首页> 外文期刊>Physica Scripta: An International Journal for Experimental and Theoretical Physics >Exact and efficient calculation of the derivatives of Lagrange multipliers for molecular dynamics simulations of biological molecules and polymers
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Exact and efficient calculation of the derivatives of Lagrange multipliers for molecular dynamics simulations of biological molecules and polymers

机译：用于分子动力学模拟的生物分子和聚合物的拉格朗日乘法衍生物的精确和有效计算

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In the simulation of biological molecules and polymers, it is customary to impose constraints on the fastest degrees of freedom so as to freeze their motion and increase the time step. An evaluation of the corresponding constraint forces must be performed in an efficient manner, otherwise it would create a bottleneck in the calculations. If integrators of a higher order than two (for example, Gear predictor-corrector methods) are used to find the trajectories of atoms, the derivatives of the forces on the atoms with respect to the time-including the derivatives of constraint forces-also need to be calculated. In this letter, we present a method to perform the calculation of the constraint forces (i.e. of the Lagrange multipliers) as well as their time derivatives in an analytic, accurate and efficient manner. This method can be used together with integrators of a higher order than two, going beyond the simplification of uniform acceleration to perform calculations of enhanced accuracy for atomic paths, while keeping a low numerical complexity in the calculation of constraint forces.
机译：在模拟生物分子和聚合物的模拟中，习惯于对最快的自由度施加约束，以冻结它们的运动并增加时间步骤。必须以有效的方式执行对应的约束力的评估，否则将在计算中创建瓶颈。如果使用比两个更高（例如，齿轮预测器 - 校正器方法）的积分器用于找到原子的轨迹，则原子中的力的衍生物相对于包括约束力的衍生物 - 还需要计算。在这封信中，我们提出了一种方法来执行计算限制力（即Lagrange乘法器）的计算，以及以分析，准确和有效的方式的时间衍生物。该方法可以与较高阶数的集成器一起使用，超出了均匀加速度的简化，以对原子路径的增强精度进行计算，同时保持对约束力的计算中的低数值复杂度。

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