XVIII Симпозиум по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул и школа "Компьютерное моделирование структуры и межмолекулярных взаимодействий в конденсированных фазах" 20–24 июня 2016 года, Ярославль |
|
|
|
ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ
СТРУКТУРЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ МЕТОДОМ ВОРОНОГО-ДЕЛОНЕ В.П. Волошин Институт
химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО
РАН, Новосибирск Моделирование является специфическим способом
познания реального мира, при котором вместо объектов этого мира изучаются их
копии, созданные согласно определенным правилам. Информация о модели, которая
может быть получена и для реального объекта-прототипа, позволяет определить
степень соответствия модели прототипу. Однако для моделей можно получить и
другую информацию, принципиально недоступную при изучении реального объекта. Для компьютерной модели, в отличие от реального
вещества, мы знаем положение каждого атома в любой момент времени. Это
позволяет изучать структуру модели детально: определять взаимное расположение
атомов, искать закономерности этого расположения. Одним из наиболее
продуктивных способов анализа геометрической структуры атомарных компьютерных
моделей является метод Вороного–Делоне. Он основан на работах двух математиков
– Георгия Феодосиевича Вороного (1868–1908) и Бориса Николаевича Делоне (1890–1980).
В данном подходе реализованы математически строгие способы разбиения
пространства модели на структурные элементы: на многогранники Вороного,
характеризующие пространство вокруг каждого атома, и на симплексы Делоне,
описывающие пустое пространство между ближайшими атомами. Разбиение на
элементы каждого вида производится однозначно, без зазоров и наложений. Любая
атомная конструкция может быть представлена как объединение многогранников
Вороного соответствующих атомов, а любая сложная межатомную полость как
объединение элементарных полостей внутри симплексов Делоне, составленных из
атомов, окружающих данную полость. Связь, существующая между данными
разбиениями, позволяет решать и другие задачи. В лекции будут изложены основные понятия метода
Вороного–Делоне, показаны виды
разбиения, используемые для упаковок одинаковых атомов и атомов разного
размера, представлены конкретные примеры применения данного метода для изучения
структуры различных молекулярных систем. |