Софт для молекулярного/геометрического моделирования?

Question

[Петр]

Смоделировать надо пространственное расположение атомов, но задачу пока свожу к геометрической, без привлечения квантово-механических эффектов и пр.

Задача: построить модель из шариков (много шариков). Шарики разных размеров (2-3 типа), распределены в объеме случайно, либо упорядочены в простейшие структурные группировки и плотнейшим образом уложены. Нужно рассчитать парную корреляционную функцию или, другими словами, определить преимущественные расстояния между шариками в зависимости от концентрации шариков того или иного типа. При этом визуализировать трехмерную модель не обязательно, важен в первую очередь расчет.

Вопрос: в какой программе это в принципе можно сделать и, желательно, с наименьшими мозгозатратами?

Списки софта по моделированию в википедии видел, вариантов много, методом тыка нужное под конкретную задачу не нашлось.
Плаформа Windows.

Спасибо.

Answer 1

[maksimov_aleks]

Простите, а как Вы собрались рассчитывать расположение атомов из чисто геометрических соображений? Или все межатомные расстояния заведомо известны и Вы хотите просто понять как это можно пространственно реализовать?

Comments

[Петр]

Ну, допустим, возьмем кварцевое стекло (речь вообще о стеклах), есть тэтраэдр SiO4, более менее понятны расстояния Si-O и углы в тэтраэдре - это задается, не очень понятно, как все расположено за пределами тетраэдра - это можно попробовать построить. Не знаю, насколько это реализуемо с более сложными структурами, на худой конец модель со случайно распределенным набором шариков тоже было бы любопытно реализовать.

[maksimov_aleks]

Стекло - аморфное, у него нет дальнего порядка симметрии, только ближний. Насколько я понимаю, можно узнать "ячейку" только ближнего порядка, для некоторых стекол это вещи известные, можно найти такие струтуры, а вот друг относительно друга они уже могут быть расположены хаотически.

[Петр]

@maksimov_aleks: дальнего порядка нет, но в некоторых стеклах есть средний, именно он меня интересует. Как раз таки идея в том, чтобы взять такие "ячейки", слепить их в хаотичную кашу и посмотреть, что из этого получится и как это соотносится с экспериментальными данными для разных стекол.

[maksimov_aleks]

Петр: Думаю, что Вам тут никто не поможет, слишком уж специфичная задача. Попробуйте поискать в научных статьях, кто каким софтом для расчета стекол пользуется, думаю, что найдете нужный.

Answer 2

[AelDeyr]

Задачи по моделированию химических соединений/белков/фолдинг это на 90% линукс+суперкомпьютеры.
Готовый QM/MM софт разнится в зависимости от задачи. Опишите свою подробнее.
Для белков есть, к примеру, Gromacs(www.gromacs.org/). По нему много грамотных туториалов в интернете.

Если я верно понял вашу задачу, она:
1. звучит как: "найти парную корреляционную функцию для металла/расплава с примесями".
2. студенческая задача

При этих условиях хватит: "эмпирические потенциалы", "потенциал Морзе", "потенциал Леннарда-Джонса", "метод Монте-Карло".
Не мое, но работа хорошая, даст понимание теории и возможного результата.
https://mipt.ru/education/chair/computational_math...

Финальная функция для вашей задачи будет суперпозицией функций потенциалов каждой используемой пары атомов.
Когда будете писать модель, можете ввести медленное охлаждение системы, что позволит взять меньшее количество атомов для той же финальной точности.
Визуализировать можно с помощью Avogadro(есть windows-версия) или любого иного софта.