【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2026-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 並列化 / ロードバランシング / 計算物理 / 複雑流体 (他7件)

【概要】近年の計算機は階層化、複雑化が進んでおり、その性能を活用するためのプログラム開発労力は大きくなっている。特に問題となるのが、年々増え続けるSIMD幅への対応と、分散メモリ環境における並列化効率である。富岳は512ビットのSIMD幅を持つアーキテクチャを持ち、64ビットの倍精度実数8要素同時に計算することができる。しかし、そもそもループ長が短い短距離分子動力学法において、このSIMD幅を活用できるか...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】三上 益弘 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任教授 (50358074)

【キーワード】リガンド / 受容体 / 分子間相互作用 / 分子動力学法 / ハイブリッド法 (他9件)

【概要】水溶液中におけるリガンド-受容体相互作用の高精度・高速計算を実現するために、原子モデルに比べて大規模系を高速に計算できる粗視化モデル力場関数:MARTINIの適用可能性を検証した。その結果、MARTINIは、インフルエンザウイルスの表面上に存在するヘマグルチニン分子とヒト糖脂質分子間のリガンド-受容体相互作用の実験結果を定性的に再現することを明らかにした。また、コロイド懸濁液での分子動力学法と古典...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【研究代表者】三上 益弘 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任教授 (50358074)

【キーワード】リガンド / 受容体 / 分子間相互作用 / 分子動力学法 / ハイブリッド法 (他9件)

【概要】水溶液中におけるリガンド-受容体相互作用の高精度・高速計算を実現するために、原子モデルに比べて大規模系を高速に計算できる粗視化モデル力場関数:MARTINIの適用可能性を検証した。その結果、MARTINIは、インフルエンザウイルスの表面上に存在するヘマグルチニン分子とヒト糖脂質分子間のリガンド-受容体相互作用の実験結果を定性的に再現することを明らかにした。また、コロイド懸濁液での分子動力学法と古典...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列プログラミング環境 / 分散共有記憶 / 科学技術計算 / 生命情報科学 / データ一貫性制御 (他10件)

【概要】多様な並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータを効率的に共有することのできる並列プログラミング環境を開発した。本ソフトウェアは、1.大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、2.共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列プログラミング環境 / 分散共有記憶 / 科学技術計算 / 生命情報科学 / データ一貫性制御 (他10件)

【概要】多様な並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータを効率的に共有することのできる並列プログラミング環境を開発した。本ソフトウェアは、1.大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、2.共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列プログラミング環境 / 分散共有記憶 / 科学技術計算 / 生命情報科学 / データ一貫性制御 (他10件)

【概要】多様な並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータを効率的に共有することのできる並列プログラミング環境を開発した。本ソフトウェアは、1.大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、2.共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列プログラミング環境 / 分散共有記憶 / 科学技術計算 / 生命情報科学 / データ一貫性制御 (他10件)

【概要】多様な並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータを効率的に共有することのできる並列プログラミング環境を開発した。本ソフトウェアは、1.大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、2.共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列プログラミング環境 / 分散共有記憶 / 科学技術計算 / 生命情報科学 / データ一貫性制御 (他10件)

【概要】多様な並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータを効率的に共有することのできる並列プログラミング環境を開発した。本ソフトウェアは、1.大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、2.共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列プログラミング環境 / 分散共有記憶 / 科学技術計算 / 生命情報科学 / データ一貫性制御 (他10件)

【概要】多様な並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータを効率的に共有することのできる並列プログラミング環境を開発した。本ソフトウェアは、1.大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、2.共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】薄膜・表面界面物性

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2007 - 2010

【研究代表者】渡邉 孝信 (渡邊 孝信) 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (00367153)

【キーワード】表面・界面 / 電気・電子材料 / ナノ構造形成・制御 / 分子動力学法 / 並列計算 (他6件)

【概要】乾燥酸素雰囲気中のシリコン熱酸化(ドライ酸化)と水蒸気雰囲気中の酸化(ウェット酸化)を統一的に記述する新しい方程式を定式化し、長年謎であった、ドライ酸化のみで見られる非線形な酸素分圧依存性を説明することに成功した。また、シリコンやゲルマニウムの酸化膜構造を分子動力学シミュレーションで再現し、界面近傍における構造緩和機構、酸化種の拡散挙動、ストレス分布、熱輸送やフォノンの緩和機構などを明らかにした。...

【研究テーマ】機械材料・材料力学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】高木 知弘 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (50294260)

【キーワード】フェーズフィールド法 / 分子動力学法 / その場観察 / データサイエンス / 凝固 (他8件)

【概要】材料開発では，材料組織の適切な予測と制御が極めて重要である．本研究では，フェーズフィールド(PF)計算，SPring-8によるその場観察，分子動力学(MD)計算の三つの最先端研究をデータサイエンスにより融合し，革新的メゾスケール材料組織予測アプローチの構築を目指した．MD計算結果を観察データとし，PFとEnKFによるデータ同化によって界面物性値を算出する手法を開発した．SPring-8その場観察結...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2026-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 並列化 / ロードバランシング / 計算物理 / 複雑流体 (他7件)

【概要】近年の計算機は階層化、複雑化が進んでおり、その性能を活用するためのプログラム開発労力は大きくなっている。特に問題となるのが、年々増え続けるSIMD幅への対応と、分散メモリ環境における並列化効率である。富岳は512ビットのSIMD幅を持つアーキテクチャを持ち、64ビットの倍精度実数8要素同時に計算することができる。しかし、そもそもループ長が短い短距離分子動力学法において、このSIMD幅を活用できるか...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列プログラミング環境 / 分散共有記憶 / 科学技術計算 / 生命情報科学 / データ一貫性制御 (他10件)

【概要】多様な並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータを効率的に共有することのできる並列プログラミング環境を開発した。本ソフトウェアは、1.大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、2.共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2026-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 並列化 / ロードバランシング / 計算物理 / 複雑流体 (他7件)

【概要】近年の計算機は階層化、複雑化が進んでおり、その性能を活用するためのプログラム開発労力は大きくなっている。特に問題となるのが、年々増え続けるSIMD幅への対応と、分散メモリ環境における並列化効率である。富岳は512ビットのSIMD幅を持つアーキテクチャを持ち、64ビットの倍精度実数8要素同時に計算することができる。しかし、そもそもループ長が短い短距離分子動力学法において、このSIMD幅を活用できるか...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)

【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】秋山 泰 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (30243091)

【キーワード】生命生体情報学 / 環状ペプチド / 中分子創薬 / 膜透過性 / 血漿タンパク質結合率 (他9件)

【概要】次世代の創薬分子として注目されている特殊環状ペプチドを用いた中分子創薬を加速するため、そのボトルネックとなっていた細胞膜の透過性、および血漿タンパク質結合率の計算機予測を行うための基盤的手法を開発した。 細胞膜透過性予測においては、大規模な分子動力学シミュレーション(REUS)による予測と、2次元および3次元記述子からの機械学習による予測の二つの手法を開発した。前者は6～8残基では充分な精度を達成...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】秋山 泰 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (30243091)

【キーワード】生命生体情報学 / 環状ペプチド / 中分子創薬 / 膜透過性 / 血漿タンパク質結合率 (他9件)

【概要】次世代の創薬分子として注目されている特殊環状ペプチドを用いた中分子創薬を加速するため、そのボトルネックとなっていた細胞膜の透過性、および血漿タンパク質結合率の計算機予測を行うための基盤的手法を開発した。 細胞膜透過性予測においては、大規模な分子動力学シミュレーション(REUS)による予測と、2次元および3次元記述子からの機械学習による予測の二つの手法を開発した。前者は6～8残基では充分な精度を達成...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】秋山 泰 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (30243091)

【キーワード】生命生体情報学 / 環状ペプチド / 中分子創薬 / 膜透過性 / 血漿タンパク質結合率 (他9件)

【概要】次世代の創薬分子として注目されている特殊環状ペプチドを用いた中分子創薬を加速するため、そのボトルネックとなっていた細胞膜の透過性、および血漿タンパク質結合率の計算機予測を行うための基盤的手法を開発した。 細胞膜透過性予測においては、大規模な分子動力学シミュレーション(REUS)による予測と、2次元および3次元記述子からの機械学習による予測の二つの手法を開発した。前者は6～8残基では充分な精度を達成...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】秋山 泰 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (30243091)

【キーワード】生命生体情報学 / 環状ペプチド / 中分子創薬 / 膜透過性 / 血漿タンパク質結合率 (他9件)

【概要】次世代の創薬分子として注目されている特殊環状ペプチドを用いた中分子創薬を加速するため、そのボトルネックとなっていた細胞膜の透過性、および血漿タンパク質結合率の計算機予測を行うための基盤的手法を開発した。 細胞膜透過性予測においては、大規模な分子動力学シミュレーション(REUS)による予測と、2次元および3次元記述子からの機械学習による予測の二つの手法を開発した。前者は6～8残基では充分な精度を達成...

【研究テーマ】生命・健康・医療情報学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】秋山 泰 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (30243091)

【キーワード】生命生体情報学 / 環状ペプチド / 中分子創薬 / 膜透過性 / 血漿タンパク質結合率 (他9件)

【概要】次世代の創薬分子として注目されている特殊環状ペプチドを用いた中分子創薬を加速するため、そのボトルネックとなっていた細胞膜の透過性、および血漿タンパク質結合率の計算機予測を行うための基盤的手法を開発した。 細胞膜透過性予測においては、大規模な分子動力学シミュレーション(REUS)による予測と、2次元および3次元記述子からの機械学習による予測の二つの手法を開発した。前者は6～8残基では充分な精度を達成...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20514516)

【キーワード】水素結合 / ネットワーク / プロトン移動 / QM/MM法 (他9件)

【概要】プロトン移動の実例を集めるため，植物や藻類の光合成において水を分解し酸素を発生する反応を触媒する蛋白質である光化学系IIに着目し，次のことを明らかにした．これらの成果はすべて国際誌に論文として発表済みである． ■1)酸素発生反応に伴って最初に放出されるプロトン放出機構を水輸送膜蛋白質アクアポリンと比較した．光化学系IIでは，蛋白質内部に結合している少数の水分子のゆらぎが他の水分子に比べて特異的に小...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2026-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 並列化 / ロードバランシング / 計算物理 / 複雑流体 (他7件)

【概要】近年の計算機は階層化、複雑化が進んでおり、その性能を活用するためのプログラム開発労力は大きくなっている。特に問題となるのが、年々増え続けるSIMD幅への対応と、分散メモリ環境における並列化効率である。富岳は512ビットのSIMD幅を持つアーキテクチャを持ち、64ビットの倍精度実数8要素同時に計算することができる。しかし、そもそもループ長が短い短距離分子動力学法において、このSIMD幅を活用できるか...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2009 - 2011

【研究代表者】澁田 靖 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (90401124)

【キーワード】ナノチューブ・フラーレン / 分子動力学法 / ナノ材料 / 国際研究者交流:イギリス / ベルギー (他10件)

【概要】本研究では,単層カーボンナノチューブ(SWNT)の触媒金属微粒子内の結晶方位分布がカイラリティ決定に与える影響を解明することを目的とし,グラファイト・金属稠密面相互作用エネルギーの方位関係依存性についての系統的な計算より,六員環中心とNi(111)最表面原子が同軸のエピタキシャル構造が特異的に安定とあることを明らかにした.また,分子動力学(MD)・モンテカルロ(MC)ハイブリッド法計算により,カイ...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】岩石・鉱物・鉱床学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2001

【研究代表者】松井 正典 姫路工業大学, 理学部, 教授 (90125097)

【キーワード】計算機シミュレーション / 高温高圧 / ケイ酸塩鉱物 / 原子間相互作用 / 分子動力学法 (他9件)

【概要】鉱物の構造及び種々物性の計算機シミュレーションの手法としては,エネルギー最小化(WMIN)法,格子動力学(LD)法,分子動力学(MD)法が最近良く用いられている.本研究ではまず,これら互いに異なった特徴を持ち,相補的なWMIN, LD, MDの3方法を,広く一般の鉱物科学者が使用しやすいように整備し,且つ用途に応じて3方法を使い分けることが出来る計算機シミュレーションシステムを構築した. 計算機シ...

【研究テーマ】農業土木学・農村計画学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1995

【研究代表者】溝口 勝 三重大学, 生物資源学部, 助教授 (00181917)

【キーワード】分子動力学法 / 凍土 / 不凍水 / 粘土

【概要】本研究は分子動力学法によって粘土層間の不凍水の挙動を計算し土の凍結・凍上現象を解明することを目的に実施した。その手始めとて、凍土中に不凍水が存在できる理論的根拠を示すために壁面と流体の相互作用に着目し、アルゴン原子を対象にして仮想的な固体壁と流体粒子との相互作用の計算を行った。本研究で導入した分子動力学ではコンピュータ上に512個のアルゴン原子を配置し、各々の位置座標と運動量の時間変化を追跡してい...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】気泡生成 / 分子動力学法 / Ostwald成長 / キャビテーション / 並列計算 (他12件)

【概要】液体を急減圧すると多数の気泡が出現し、その後、大きい気泡がより大きく、小さい気泡がより小さくなるOstwald成長という現象が起きる。この現象は発電所や冷却システムにおいて重要な役割を果たすが、その詳細は未解明であった。そこで我々は京コンピュータ上で数億粒子規模の大規模動力学計算を行い、急減圧された液体に発生する気泡のダイナミクスを解析した。急減圧直後は系の非一応性が原因で古典論では記述できないが...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2010

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】統計物理学 / 分子動力学法 / 温度制御 / リュービル演算子 / エルミート性 (他10件)

【概要】ハミルトン力学に従わない力学系として温度制御下にある分子動力学法の運動方程式、特にNose-Hoover法に着目し、その物理的、幾何学的な意味について研究した。Nose-Hoover法の時間発展を粗視化することで一般化Langevin方程式を導き、H定理との関係を明らかにした。また、運動方程式を一般的な多様体上に構成されるベクトル場として定式化することで温度の幾何学的な意味を考察し、カノニカル分布...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2010

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】統計物理学 / 分子動力学法 / 温度制御 / リュービル演算子 / エルミート性 (他10件)

【概要】ハミルトン力学に従わない力学系として温度制御下にある分子動力学法の運動方程式、特にNose-Hoover法に着目し、その物理的、幾何学的な意味について研究した。Nose-Hoover法の時間発展を粗視化することで一般化Langevin方程式を導き、H定理との関係を明らかにした。また、運動方程式を一般的な多様体上に構成されるベクトル場として定式化することで温度の幾何学的な意味を考察し、カノニカル分布...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】気泡生成 / 分子動力学法 / Ostwald成長 / キャビテーション / 並列計算 (他12件)

【概要】液体を急減圧すると多数の気泡が出現し、その後、大きい気泡がより大きく、小さい気泡がより小さくなるOstwald成長という現象が起きる。この現象は発電所や冷却システムにおいて重要な役割を果たすが、その詳細は未解明であった。そこで我々は京コンピュータ上で数億粒子規模の大規模動力学計算を行い、急減圧された液体に発生する気泡のダイナミクスを解析した。急減圧直後は系の非一応性が原因で古典論では記述できないが...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】気泡生成 / 分子動力学法 / Ostwald成長 / キャビテーション / 並列計算 (他12件)

【概要】液体を急減圧すると多数の気泡が出現し、その後、大きい気泡がより大きく、小さい気泡がより小さくなるOstwald成長という現象が起きる。この現象は発電所や冷却システムにおいて重要な役割を果たすが、その詳細は未解明であった。そこで我々は京コンピュータ上で数億粒子規模の大規模動力学計算を行い、急減圧された液体に発生する気泡のダイナミクスを解析した。急減圧直後は系の非一応性が原因で古典論では記述できないが...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】気泡生成 / 分子動力学法 / Ostwald成長 / キャビテーション / 並列計算 (他12件)

【概要】液体を急減圧すると多数の気泡が出現し、その後、大きい気泡がより大きく、小さい気泡がより小さくなるOstwald成長という現象が起きる。この現象は発電所や冷却システムにおいて重要な役割を果たすが、その詳細は未解明であった。そこで我々は京コンピュータ上で数億粒子規模の大規模動力学計算を行い、急減圧された液体に発生する気泡のダイナミクスを解析した。急減圧直後は系の非一応性が原因で古典論では記述できないが...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】気泡生成 / 分子動力学法 / Ostwald成長 / キャビテーション / 並列計算 (他12件)

【概要】液体を急減圧すると多数の気泡が出現し、その後、大きい気泡がより大きく、小さい気泡がより小さくなるOstwald成長という現象が起きる。この現象は発電所や冷却システムにおいて重要な役割を果たすが、その詳細は未解明であった。そこで我々は京コンピュータ上で数億粒子規模の大規模動力学計算を行い、急減圧された液体に発生する気泡のダイナミクスを解析した。急減圧直後は系の非一応性が原因で古典論では記述できないが...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】気泡生成 / 分子動力学法 / Ostwald成長 / キャビテーション / 並列計算 (他12件)

【概要】液体を急減圧すると多数の気泡が出現し、その後、大きい気泡がより大きく、小さい気泡がより小さくなるOstwald成長という現象が起きる。この現象は発電所や冷却システムにおいて重要な役割を果たすが、その詳細は未解明であった。そこで我々は京コンピュータ上で数億粒子規模の大規模動力学計算を行い、急減圧された液体に発生する気泡のダイナミクスを解析した。急減圧直後は系の非一応性が原因で古典論では記述できないが...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】気泡生成 / 分子動力学法 / Ostwald成長 / キャビテーション / 並列計算 (他12件)

【概要】液体を急減圧すると多数の気泡が出現し、その後、大きい気泡がより大きく、小さい気泡がより小さくなるOstwald成長という現象が起きる。この現象は発電所や冷却システムにおいて重要な役割を果たすが、その詳細は未解明であった。そこで我々は京コンピュータ上で数億粒子規模の大規模動力学計算を行い、急減圧された液体に発生する気泡のダイナミクスを解析した。急減圧直後は系の非一応性が原因で古典論では記述できないが...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2010

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】統計物理学 / 分子動力学法 / 温度制御 / リュービル演算子 / エルミート性 (他10件)

【概要】ハミルトン力学に従わない力学系として温度制御下にある分子動力学法の運動方程式、特にNose-Hoover法に着目し、その物理的、幾何学的な意味について研究した。Nose-Hoover法の時間発展を粗視化することで一般化Langevin方程式を導き、H定理との関係を明らかにした。また、運動方程式を一般的な多様体上に構成されるベクトル場として定式化することで温度の幾何学的な意味を考察し、カノニカル分布...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【研究代表者】澁田 靖 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401124)

【キーワード】ナノチューブ・フラーレン / マルチスケール解析 / 分子動力学法 / 第一原理分子動力学 / 国際研究者交流：イギリス (他10件)

【概要】本研究では，直径およびカイラリティ（巻き方）を制御したカーボンナノチューブ薄膜生成実現に向けて直径及びカイラリティ決定因子の解明を目的とし，様々な計算手法によるNi(/グラファイト整合界面のエネルギーを系統的に求め，最安定構造が計算手法に依存する（Rosei及びTop(fcc)界面）ことを明らかにした．また第一原理分子動力学法シミュレーションにより，炭素源分子解離過程を詳細に検討し，CHxCOフラ...

【研究テーマ】物性Ⅱ

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】齋藤 晋 (斎藤 晋) 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (00262254)

【キーワード】ナノチューブ / フラーレン / 分子動力学法 / モデルポテンシャル法 / 密度汎関数法 (他7件)

【概要】ナノカーボン系の重要性は、その原子配置を変化させることにより、電子物性、さらには機械的物性が多種多様な系を実現できることにある。しかも、その原子配置の取り得る多様性は、フラーレン系・ナノチューブ系それぞれで、無限種類あるといっても過言ではない。これが、ナノサイエンス・ナノテクノロジーにおいてナノカーボン系が最重要物質群とされ、研究が集中的に行われている理由である。しかし、その多様性こそが、ナノカー...

【研究テーマ】物性Ⅱ

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】下條 冬樹 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60253027)

【キーワード】液体 / 構造不規則系 / 高圧環境 / 共有結合 / ダイナミクス (他8件)

【概要】第一原理分子動力学法による理論計算と中性子・X線非弾性散乱等の実験的手法を駆使して、液体シリカを代表とする共有結合性を有する種々の二元、三元系液体における原子の拡散挙動のミクロな機構とその圧力依存性を解明した。局所構造や結合状態の時間変化を解析し、各圧力での拡散機構を明らかにすると共に、液体を構成する元素の拡散挙動が互いにどの程度異なるのか（動的非対称性）という観点からそれぞれの液体における原子ダ...

【研究テーマ】物性Ⅱ

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】齋藤 晋 (斎藤 晋) 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (00262254)

【キーワード】ナノチューブ / フラーレン / 分子動力学法 / モデルポテンシャル法 / 密度汎関数法 (他7件)

【概要】ナノカーボン系の重要性は、その原子配置を変化させることにより、電子物性、さらには機械的物性が多種多様な系を実現できることにある。しかも、その原子配置の取り得る多様性は、フラーレン系・ナノチューブ系それぞれで、無限種類あるといっても過言ではない。これが、ナノサイエンス・ナノテクノロジーにおいてナノカーボン系が最重要物質群とされ、研究が集中的に行われている理由である。しかし、その多様性こそが、ナノカー...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)

【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)

【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)

【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20514516)

【キーワード】水素結合 / ネットワーク / プロトン移動 / QM/MM法 (他9件)

【概要】プロトン移動の実例を集めるため，植物や藻類の光合成において水を分解し酸素を発生する反応を触媒する蛋白質である光化学系IIに着目し，次のことを明らかにした．これらの成果はすべて国際誌に論文として発表済みである． ■1)酸素発生反応に伴って最初に放出されるプロトン放出機構を水輸送膜蛋白質アクアポリンと比較した．光化学系IIでは，蛋白質内部に結合している少数の水分子のゆらぎが他の水分子に比べて特異的に小...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)

【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)

【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)

【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】生物物理学

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)

【キーワード】水素イオン / 分子シミュレーション / 凝縮系 / 量子化学 / ダイナミクス (他11件)

【概要】我々は溶媒の量子化学効果を取り込む手法を検証・改良する過程において、全てのハイブリッドモデルシミュレーションが影響をうけるアーティファクトを発見した。このアーティファクトは今まで議論されたことはなかったが、水素イオンのダイナミクスを再現する上でそれを補正することが非常に重要になる。そこで当初の予定を変更し、このアーティファクトの詳細な分析と補正法の提唱を行いその有効性を示すことに成功した。 さらに...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2010

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】統計物理学 / 分子動力学法 / 温度制御 / リュービル演算子 / エルミート性 (他10件)

【概要】ハミルトン力学に従わない力学系として温度制御下にある分子動力学法の運動方程式、特にNose-Hoover法に着目し、その物理的、幾何学的な意味について研究した。Nose-Hoover法の時間発展を粗視化することで一般化Langevin方程式を導き、H定理との関係を明らかにした。また、運動方程式を一般的な多様体上に構成されるベクトル場として定式化することで温度の幾何学的な意味を考察し、カノニカル分布...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2010

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】統計物理学 / 分子動力学法 / 温度制御 / リュービル演算子 / エルミート性 (他10件)

【概要】ハミルトン力学に従わない力学系として温度制御下にある分子動力学法の運動方程式、特にNose-Hoover法に着目し、その物理的、幾何学的な意味について研究した。Nose-Hoover法の時間発展を粗視化することで一般化Langevin方程式を導き、H定理との関係を明らかにした。また、運動方程式を一般的な多様体上に構成されるベクトル場として定式化することで温度の幾何学的な意味を考察し、カノニカル分布...

【研究テーマ】表面界面物性

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】渡邉 聡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00292772)

【キーワード】立方晶窒化ホウ素 / 薄膜堆積過程 / 分子動力学法 / 密度汎関数法 / 高速入射粒子 (他8件)

【概要】立方晶窒化ホウ素(cBN)は、ダイヤモンドに匹敵する優れた特質を持つことから幅広い応用が期待されているが、まだ実用化に十分な膜厚・品質の薄膜を得るに至っていない。一層良質なcBN薄膜を得る上で薄膜堆積過程の微視的な解明が重要であることは認識されてきているが、最近の実験で得られた知見を考慮した理論計算はまだされていなかった。以上を念頭に本研究では、グラファイト的BN(gBN)層からのcBN核形成など...

【研究テーマ】表面界面物性

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】渡邉 聡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00292772)

【キーワード】立方晶窒化ホウ素 / 薄膜堆積過程 / 分子動力学法 / 密度汎関数法 / 高速入射粒子 (他8件)

【概要】立方晶窒化ホウ素(cBN)は、ダイヤモンドに匹敵する優れた特質を持つことから幅広い応用が期待されているが、まだ実用化に十分な膜厚・品質の薄膜を得るに至っていない。一層良質なcBN薄膜を得る上で薄膜堆積過程の微視的な解明が重要であることは認識されてきているが、最近の実験で得られた知見を考慮した理論計算はまだされていなかった。以上を念頭に本研究では、グラファイト的BN(gBN)層からのcBN核形成など...

【研究テーマ】計算科学

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【研究代表者】佐藤 文俊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00235392)

【キーワード】ハイパフォーマンス・コンピューティング / タンパク質 / 物性理論 / 量子化学 / 密度汎関数法 (他11件)

【概要】超並列計算環境に適したタンパク質の正準(標準)分子軌道計算・分子動力学シミュレーションに関する基盤技術の研究開発を行った。第３世代密度汎関数法に基づく正準分子軌道計算ソフトウェアProteinDFの改良と力計算機能の追加・並列化を行った。ProteinDFと分子動力学計算ソフトウェアGromacsとの連成システムを開発し、本システムが小規模タンパク質において動作することを確認した。また、分子動力学...

【研究テーマ】物性Ⅱ

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2004 - 2005

【研究代表者】齋藤 晋 (斎藤 晋) 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (00262254)

【キーワード】ナノチューブ / フラーレン / 分子動力学法 / モデルポテンシャル法 / 密度汎関数法 (他7件)

【概要】ナノカーボン系の重要性は、その原子配置を変化させることにより、電子物性、さらには機械的物性が多種多様な系を実現できることにある。しかも、その原子配置の取り得る多様性は、フラーレン系・ナノチューブ系それぞれで、無限種類あるといっても過言ではない。これが、ナノサイエンス・ナノテクノロジーにおいてナノカーボン系が最重要物質群とされ、研究が集中的に行われている理由である。しかし、その多様性こそが、ナノカー...

【研究テーマ】表面界面物性

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】渡邉 聡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00292772)

【キーワード】立方晶窒化ホウ素 / 薄膜堆積過程 / 分子動力学法 / 密度汎関数法 / 高速入射粒子 (他8件)

【概要】立方晶窒化ホウ素(cBN)は、ダイヤモンドに匹敵する優れた特質を持つことから幅広い応用が期待されているが、まだ実用化に十分な膜厚・品質の薄膜を得るに至っていない。一層良質なcBN薄膜を得る上で薄膜堆積過程の微視的な解明が重要であることは認識されてきているが、最近の実験で得られた知見を考慮した理論計算はまだされていなかった。以上を念頭に本研究では、グラファイト的BN(gBN)層からのcBN核形成など...

【研究テーマ】表面界面物性

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】渡邉 聡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00292772)

【キーワード】立方晶窒化ホウ素 / 薄膜堆積過程 / 分子動力学法 / 密度汎関数法 / 高速入射粒子 (他8件)

【概要】立方晶窒化ホウ素(cBN)は、ダイヤモンドに匹敵する優れた特質を持つことから幅広い応用が期待されているが、まだ実用化に十分な膜厚・品質の薄膜を得るに至っていない。一層良質なcBN薄膜を得る上で薄膜堆積過程の微視的な解明が重要であることは認識されてきているが、最近の実験で得られた知見を考慮した理論計算はまだされていなかった。以上を念頭に本研究では、グラファイト的BN(gBN)層からのcBN核形成など...

【研究テーマ】表面界面物性

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】渡邉 聡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00292772)

【キーワード】立方晶窒化ホウ素 / 薄膜堆積過程 / 分子動力学法 / 密度汎関数法 / 高速入射粒子 (他8件)

【概要】立方晶窒化ホウ素(cBN)は、ダイヤモンドに匹敵する優れた特質を持つことから幅広い応用が期待されているが、まだ実用化に十分な膜厚・品質の薄膜を得るに至っていない。一層良質なcBN薄膜を得る上で薄膜堆積過程の微視的な解明が重要であることは認識されてきているが、最近の実験で得られた知見を考慮した理論計算はまだされていなかった。以上を念頭に本研究では、グラファイト的BN(gBN)層からのcBN核形成など...

【研究テーマ】物性Ⅱ

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】下條 冬樹 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60253027)

【キーワード】液体 / 構造不規則系 / 高圧環境 / 共有結合 / ダイナミクス (他8件)

【概要】第一原理分子動力学法による理論計算と中性子・X線非弾性散乱等の実験的手法を駆使して、液体シリカを代表とする共有結合性を有する種々の二元、三元系液体における原子の拡散挙動のミクロな機構とその圧力依存性を解明した。局所構造や結合状態の時間変化を解析し、各圧力での拡散機構を明らかにすると共に、液体を構成する元素の拡散挙動が互いにどの程度異なるのか（動的非対称性）という観点からそれぞれの液体における原子ダ...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】重光 保博 長崎大学, 工学研究科, 教授 (50432969)

【キーワード】分子動力学法 / 分子軌道法 / 分子集積体 / 非平衡状態 / 水素結合 (他10件)

【概要】凝縮系の化学反応速度は、室温・低圧の通常の条件下では、全系が一体的に化学平衡を保って進行する遷移状態理論で通常は解釈される。しかし、凝縮系の動的構造や化学反応における化学平衡仮定の正当性については、理論・実験の両面から体系的な検証が行われていない。化学平衡から外れた系のダイナミクスに関する過去の研究は、ブラウン運動駆動の粗視化方程式であるFokker-Planck方程式は溶液系やタンパク質ダイナミ...

【研究テーマ】流体工学

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1996

【研究代表者】高木 周 東京工業大学, 工学部, 助手 (30272371)

【キーワード】分子動力学法 / 気泡 / 崩壊運動 / 固体壁 / レナード・ジョーンズポテンシャル (他6件)

【概要】液体中で崩壊する気泡の挙動については,これまで多くの研究がなされてきた.これまで行われた理論的,数値的解析では,気泡崩壊時のマイクロジェットの生成により剛体壁に局所的に大きな圧力が加わることを予測しているが,壁面に働く力の大きさや,壁面の損傷の予測は,実験結果と定量的に一致するものではない.本研究では,気泡の崩壊や壁面の損傷に与える影響を,分子レベルのスケールで評価する第1段階として,分子動力学法...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】重光 保博 長崎大学, 工学研究科, 教授 (50432969)

【キーワード】分子動力学法 / 分子軌道法 / 分子集積体 / 非平衡状態 / 水素結合 (他10件)

【概要】凝縮系の化学反応速度は、室温・低圧の通常の条件下では、全系が一体的に化学平衡を保って進行する遷移状態理論で通常は解釈される。しかし、凝縮系の動的構造や化学反応における化学平衡仮定の正当性については、理論・実験の両面から体系的な検証が行われていない。化学平衡から外れた系のダイナミクスに関する過去の研究は、ブラウン運動駆動の粗視化方程式であるFokker-Planck方程式は溶液系やタンパク質ダイナミ...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2010

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】統計物理学 / 分子動力学法 / 温度制御 / リュービル演算子 / エルミート性 (他10件)

【概要】ハミルトン力学に従わない力学系として温度制御下にある分子動力学法の運動方程式、特にNose-Hoover法に着目し、その物理的、幾何学的な意味について研究した。Nose-Hoover法の時間発展を粗視化することで一般化Langevin方程式を導き、H定理との関係を明らかにした。また、運動方程式を一般的な多様体上に構成されるベクトル場として定式化することで温度の幾何学的な意味を考察し、カノニカル分布...

【研究テーマ】

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2026-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 並列化 / ロードバランシング / 計算物理 / 複雑流体 (他7件)

【概要】近年の計算機は階層化、複雑化が進んでおり、その性能を活用するためのプログラム開発労力は大きくなっている。特に問題となるのが、年々増え続けるSIMD幅への対応と、分散メモリ環境における並列化効率である。富岳は512ビットのSIMD幅を持つアーキテクチャを持ち、64ビットの倍精度実数8要素同時に計算することができる。しかし、そもそもループ長が短い短距離分子動力学法において、このSIMD幅を活用できるか...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【研究代表者】渡辺 宙志 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50377777)

【キーワード】分子動力学法 / 複雑流体 / ハイパフォーマンスコンピューティング / キャビテーション / モンテカルロ法 (他15件)

【概要】ポリマーなどの不純物や、気泡生成などの相転移と流れがカップルした複雑流体の振る舞いを分子動力学法によるシミュレーションにより解析した。特に、円柱後方に発生するカルマン渦に注目し、高分子を添加すると渦がぼやけること、高分子の長さが重要であること、気泡生成を伴う流れでは、渦が発生する場所が後方にずれ、その結果円柱にかかる渦からの反作用が消えることなどを明らかにした。 ...

【研究テーマ】生体生命情報学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005 - 2007

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】生体生命情報学 / プロテオーム / 蛋白質構造予測 / 蛋白質構造精密化 / 蛋白質構造評価 (他11件)

【概要】タンパク質の詳細な機能の解析、酵素、薬剤設計などの応用には、全原子レベルの精度の高い構造予測(モデリング)が重要である。本研究では、ホモロジーモデリングなど、既存の構造予測手法で得られた構造に対して、重要な部位について重点的に予測精度を向上させることが目的とする高精度タンパク質構造モデリングシステムを開発した。本研究で開発した構造モデリング手法は、(1)局所構造情報を利用した側鎖モデリング、(2)...

【研究テーマ】熱工学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】丸山 茂夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90209700)

【キーワード】水素吸蔵 / カーボンナノチューブ / 分子動力学シミュレーション / 化学気相蒸着法 / 金属触媒 (他15件)

【概要】自動車用あるいはモバイル用燃料電池などの実用化に向けての最重要問題の一つである水素貯蔵に関して,単層カーボンナノチューブによる極めて優れた水素吸蔵を示す実験結果が報告された.そこで,本研究では分子動力学法シミュレーションと水素吸蔵の実験とを比較して,その可能性を探ることを計画した.ところが,本研究開始後に,極めて優れた特性を示す実験的な報告の多くが,実は,金属などの不純物を含みかつ極めて微量なサン...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【研究代表者】清水 謙多郎 (清水 謙太郎) 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列計算 / 並列プログラミング環境 / MPI / プロセッサ割当て / スケジューリング (他13件)

【概要】本研究では、動的資源管理機能を備えた大規模並列システムのための並列プログラミング環境Parsleyを開発し、計算化学の諸問題に適用して、その有用性を実証した。Parsleyでは、アプリケーションプログラムは並列処理可能な部分問題(サプタスクと呼ぶ)に分割され、それらを単位としてプロセッサが割り当てられ実行される。サブタスク間には、実行の先行制約が依存関係として定義され、それとともにサブタスクグラフ...

【研究テーマ】数理物理・物性基礎

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2010

【研究代表者】渡辺 宙志 東京大学, 物性研究所, 助教 (50377777)

【キーワード】統計物理学 / 分子動力学法 / 温度制御 / リュービル演算子 / エルミート性 (他10件)

【概要】ハミルトン力学に従わない力学系として温度制御下にある分子動力学法の運動方程式、特にNose-Hoover法に着目し、その物理的、幾何学的な意味について研究した。Nose-Hoover法の時間発展を粗視化することで一般化Langevin方程式を導き、H定理との関係を明らかにした。また、運動方程式を一般的な多様体上に構成されるベクトル場として定式化することで温度の幾何学的な意味を考察し、カノニカル分布...

【研究テーマ】岩石・鉱物・鉱床学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2001

【研究代表者】松井 正典 姫路工業大学, 理学部, 教授 (90125097)

【キーワード】計算機シミュレーション / 高温高圧 / ケイ酸塩鉱物 / 原子間相互作用 / 分子動力学法 (他9件)

【概要】鉱物の構造及び種々物性の計算機シミュレーションの手法としては,エネルギー最小化(WMIN)法,格子動力学(LD)法,分子動力学(MD)法が最近良く用いられている.本研究ではまず,これら互いに異なった特徴を持ち,相補的なWMIN, LD, MDの3方法を,広く一般の鉱物科学者が使用しやすいように整備し,且つ用途に応じて3方法を使い分けることが出来る計算機シミュレーションシステムを構築した. 計算機シ...

【研究テーマ】岩石・鉱物・鉱床学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2001

【研究代表者】松井 正典 姫路工業大学, 理学部, 教授 (90125097)

【キーワード】計算機シミュレーション / 高温高圧 / ケイ酸塩鉱物 / 原子間相互作用 / 分子動力学法 (他9件)

【概要】鉱物の構造及び種々物性の計算機シミュレーションの手法としては,エネルギー最小化(WMIN)法,格子動力学(LD)法,分子動力学(MD)法が最近良く用いられている.本研究ではまず,これら互いに異なった特徴を持ち,相補的なWMIN, LD, MDの3方法を,広く一般の鉱物科学者が使用しやすいように整備し,且つ用途に応じて3方法を使い分けることが出来る計算機シミュレーションシステムを構築した. 計算機シ...

【研究テーマ】岩石・鉱物・鉱床学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2001

【研究代表者】松井 正典 姫路工業大学, 理学部, 教授 (90125097)

【キーワード】計算機シミュレーション / 高温高圧 / ケイ酸塩鉱物 / 原子間相互作用 / 分子動力学法 (他9件)

【概要】鉱物の構造及び種々物性の計算機シミュレーションの手法としては,エネルギー最小化(WMIN)法,格子動力学(LD)法,分子動力学(MD)法が最近良く用いられている.本研究ではまず,これら互いに異なった特徴を持ち,相補的なWMIN, LD, MDの3方法を,広く一般の鉱物科学者が使用しやすいように整備し,且つ用途に応じて3方法を使い分けることが出来る計算機シミュレーションシステムを構築した. 計算機シ...

【研究テーマ】

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)

【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)

【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...

【研究テーマ】計算機科学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2003

【研究代表者】清水 謙多郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80178970)

【キーワード】並列プログラミング環境 / 分散共有記憶 / 科学技術計算 / 生命情報科学 / データ一貫性制御 (他10件)

【概要】多様な並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータを効率的に共有することのできる並列プログラミング環境を開発した。本ソフトウェアは、1.大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、2.共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列...

【研究テーマ】岩石・鉱物・鉱床学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2001

【研究代表者】松井 正典 姫路工業大学, 理学部, 教授 (90125097)

【キーワード】計算機シミュレーション / 高温高圧 / ケイ酸塩鉱物 / 原子間相互作用 / 分子動力学法 (他9件)

【概要】鉱物の構造及び種々物性の計算機シミュレーションの手法としては,エネルギー最小化(WMIN)法,格子動力学(LD)法,分子動力学(MD)法が最近良く用いられている.本研究ではまず,これら互いに異なった特徴を持ち,相補的なWMIN, LD, MDの3方法を,広く一般の鉱物科学者が使用しやすいように整備し,且つ用途に応じて3方法を使い分けることが出来る計算機シミュレーションシステムを構築した. 計算機シ...

【研究テーマ】放射線・化学物質影響科学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)

【キーワード】クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 (他21件)

【概要】クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有な...

【研究テーマ】岩石・鉱物・鉱床学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2001

【研究代表者】松井 正典 姫路工業大学, 理学部, 教授 (90125097)

【キーワード】計算機シミュレーション / 高温高圧 / ケイ酸塩鉱物 / 原子間相互作用 / 分子動力学法 (他9件)

【概要】鉱物の構造及び種々物性の計算機シミュレーションの手法としては,エネルギー最小化(WMIN)法,格子動力学(LD)法,分子動力学(MD)法が最近良く用いられている.本研究ではまず,これら互いに異なった特徴を持ち,相補的なWMIN, LD, MDの3方法を,広く一般の鉱物科学者が使用しやすいように整備し,且つ用途に応じて3方法を使い分けることが出来る計算機シミュレーションシステムを構築した. 計算機シ...

【研究テーマ】工業物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1998

【研究代表者】菅 耕作 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (90016642)

【キーワード】スピンプローブ法 / ドキシルステアリン酸 / 分子動力学法 / スペクトルシミュレーション / Langmuir Blodgett膜 (他11件)

【概要】1. スピンプローブ法によるLB膜中の両親媒性分子の配向と分子運動の解明 メチレン鎖の異なる炭素位置に安定な常磁性基を持つ5-,10-,16-ドキシルステアリン酸をプローブとするステアリン酸のポリイオンコンプレックスLB膜の研究では、ESRスペクトルの角度依存性に加えて温度変化を測定し、スペクトルシミュレーションにより分子運動が無視できる液体窒素温度での正確な分子配向角度分布を決定した。また、スペ...

【研究テーマ】工業物理化学

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1996 - 1998

【研究代表者】菅 耕作 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (90016642)

【キーワード】スピンプローブ法 / ドキシルステアリン酸 / 分子動力学法 / スペクトルシミュレーション / Langmuir Blodgett膜 (他11件)

【概要】1. スピンプローブ法によるLB膜中の両親媒性分子の配向と分子運動の解明 メチレン鎖の異なる炭素位置に安定な常磁性基を持つ5-,10-,16-ドキシルステアリン酸をプローブとするステアリン酸のポリイオンコンプレックスLB膜の研究では、ESRスペクトルの角度依存性に加えて温度変化を測定し、スペクトルシミュレーションにより分子運動が無視できる液体窒素温度での正確な分子配向角度分布を決定した。また、スペ...

【研究テーマ】岩石・鉱物・鉱床学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2001

【研究代表者】松井 正典 姫路工業大学, 理学部, 教授 (90125097)

【キーワード】計算機シミュレーション / 高温高圧 / ケイ酸塩鉱物 / 原子間相互作用 / 分子動力学法 (他9件)

【概要】鉱物の構造及び種々物性の計算機シミュレーションの手法としては,エネルギー最小化(WMIN)法,格子動力学(LD)法,分子動力学(MD)法が最近良く用いられている.本研究ではまず,これら互いに異なった特徴を持ち,相補的なWMIN, LD, MDの3方法を,広く一般の鉱物科学者が使用しやすいように整備し,且つ用途に応じて3方法を使い分けることが出来る計算機シミュレーションシステムを構築した. 計算機シ...

【研究テーマ】物性Ⅱ

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【研究代表者】下條 冬樹 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60253027)

【キーワード】液体 / 構造不規則系 / 高圧環境 / 共有結合 / ダイナミクス (他8件)

【概要】第一原理分子動力学法による理論計算と中性子・X線非弾性散乱等の実験的手法を駆使して、液体シリカを代表とする共有結合性を有する種々の二元、三元系液体における原子の拡散挙動のミクロな機構とその圧力依存性を解明した。局所構造や結合状態の時間変化を解析し、各圧力での拡散機構を明らかにすると共に、液体を構成する元素の拡散挙動が互いにどの程度異なるのか（動的非対称性）という観点からそれぞれの液体における原子ダ...

【研究テーマ】岩石・鉱物・鉱床学

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2001

【研究代表者】松井 正典 姫路工業大学, 理学部, 教授 (90125097)

【キーワード】計算機シミュレーション / 高温高圧 / ケイ酸塩鉱物 / 原子間相互作用 / 分子動力学法 (他9件)

【概要】鉱物の構造及び種々物性の計算機シミュレーションの手法としては,エネルギー最小化(WMIN)法,格子動力学(LD)法,分子動力学(MD)法が最近良く用いられている.本研究ではまず,これら互いに異なった特徴を持ち,相補的なWMIN, LD, MDの3方法を,広く一般の鉱物科学者が使用しやすいように整備し,且つ用途に応じて3方法を使い分けることが出来る計算機シミュレーションシステムを構築した. 計算機シ...