Том 12, №1, 2020
РусскийEnglish

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