НАНОСИСТЕМЫ
Описание вращательных движений молекул в компьютерных моделях воды с помощью кватернионов
Волошин В.П., Наберухин Ю.И.
Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, http://www.kinetics.nsc.ru/
Новосибирск 630090, Российская Федерация
Поступила 05.01.2020, рецензирована 10.01.2020, принята 11.01.2020
Аннотация. Движение жёсткой молекулы в компьютерной модели может быть представлено как перемещение её центра масс и вращение вокруг оси, проходящей через этот центр. Для описания вращательного движения в данной статье используется алгебра кватернионов. Она позволяет изучать вращательное движение почти так же легко, как поступательное, так как кватернион содержит ось вращения и угол поворота вокруг неё практически в явном виде. Этот метод использован для изучения вращения молекул в молекулярно-динамической модели воды. Исследованы распределения углов между векторами пространственного перемещения и осями вращения молекул, а также углов обоих этих векторов с внутренними векторами молекул (дипольным моментом, вектором нормали, HH-вектором). Тем самым установлены корреляции между пространственными и вращательными перемещениями молекулы воды и определён общий характер её движения. В приложении даны конкретные формулы, позволяющие удобно работать с кватернионами в нашей задаче.
Ключевые слова: молекулярно-динамическое моделирование, вода, пространственное смещение, угловое смещение, корреляция перемещения и вращения
УДК 532.74
РЭНСИТ, 2020, 12(1):69-80.
DOI: 10.17725/rensit.2020.12.069.
Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и
http://rensit.ru/vypuski/article/312/12(1)69-80.pdf