Coarse-Grained Simulation Model for Crystalline Polymer Solids by using Breakable Bonds
该研究构建了含可断裂脆性键与延性键的高度粗粒化模型，以模拟结晶片层网络，并通过单轴拉伸再现结晶聚合物的破碎与屈服行为。
2024-11-20 cond-mat.soft
Understanding three-body contributions to coarse-grained force-fields
粗粒化（CG）是用于描述感兴趣系统的自由度（DOF）数量的系统减少。CG可以被认为是粗粒度DOF上的投影，因此取决于用于表示CG力场的函数。在这项工作中，我们表明，天真的粗粒力场的扩展可以导致非物理参数化的CG势能面（PES）。这个问题可以通过分别粗粒化两体力和三体力来解决，这也有助于评估给定系统多体相互作用的重要性。该方法是说明液体水，其中三体相互作用是必不可少的，以重现的结构特性，和液体甲醇，其中两体相互作用是足以重现的原子系统的主要特征。
2017-10-05 cond-mat.soft
The structure of the free energy surface of coarse-grained off-lattice protein models
我们已经进行了多正则模拟的疏水-亲水的杂聚物与一个简单有效的，粗粒度的离格模型研究的结构和拓扑结构的能量表面。多规范方法对整个崎岖的能量景观进行采样，特别是低能量部分，使人们能够更好地理解关键行为并可视化所考虑的蛋白质模型的折叠途径。
2007-03-23 cond-mat.soft
Coarse-grained model for spring friction study of micron-scale iron by smoothed particle hydrodynamics
采用光滑粒子流体动力学方法，建立了体心立方Fe微米尺度系统干滑动摩擦的粗粒化模型，考察了弹簧力对摩擦特性的影响。N_atom = 864 \times 10^12 atoms Fe系统被粗粒化为两个不同的简单立方颗粒系统，一个是432000个颗粒，另一个是16000个颗粒。通过对粘滑运动、摩擦系数、摩擦系数对弹簧力各向同性或各向异性以及外加法向载荷的依赖关系的检测，我们发现粗粒化模型是研究Fe系统摩擦的合理建模过程，各向异性行为比各向同性行为更能体现系统的摩擦特性。
2018-05-28 cond-mat.soft
Graph-Coarsening for Machine Learning Coarse-grained Molecular Dynamics
本文提出一种基于图粗化的自下而上方法，通过边收缩保留谱性质来构建粗粒化模型，并结合MACE生成高效准确的机器学习粗粒化势。
2025-07-22 cond-mat.soft
Tension dynamics in semiflexible polymers. Part I: Coarse-grained equations of motion
基于蠕虫链模型，建立了弱弯曲半柔性聚合物非线性动力学的粗粒度描述。通过多尺度摄动分析，利用弱弯曲极限所固有的长度尺度分离，揭示了骨架张力时空松弛的确定性本质，并推导出相应的粗粒度运动方程.从这个偏积分-微分方程，弱弯曲聚合物的非线性响应的一些详细的分析预测，在所附的文件（第二部分，cond-mat/0609638）。
2006-09-25 cond-mat.soft
Identification of Characteristic Protein Folding Channels in a Coarse-Grained Hydrophobic-Polar Peptide Model
基于一个极简的非格点粗粒模型讨论了疏水极性杂聚物的折叠通道和自由能景观。我们研究了疏水性和极性单体在杂聚物序列中的重排如何导致完全不同的折叠行为。研究具有相同含量的疏水性和极性残基的三个示例序列，我们可以在这个简单的模型内再现双态折叠，通过中间体折叠，以及亚稳态。
2007-10-25 cond-mat.soft
Influence of ionic conditions on knotting in a coarse-grained model for DNA
本文利用蒙特卡罗模拟研究了DNA的Kratky-Porod粗粒模型中双链DNA长链的打结概率。通过调节单体的有效直径来实现各种离子条件。我们发现，在DNA中的结的发生可以大大加强高盐条件和板之间的限制。同样，在低盐情况下，结几乎可以完全溶解。与最近的实验比较证实，粗粒度模型是能够捕捉和定量预测的DNA的拓扑特征，并可用于指导未来的DNA结的实验。
2022-12-23 cond-mat.soft
Coarse-Grained Methods for Heterogeneous Vesicles with Phase-Separated Domains: Elastic Mechanics of Shape Fluctuations, Plate Compression, and Channel Insertion
我们开发了粗粒颗粒的方法来研究具有相分离域的异质膜囊泡的弹性力学。我们进行模拟的被动形状波动和主动系统，囊泡受到两个板之间的压缩或插入到狭窄的通道。分析方法的开发映射粒子配置连续场与球谐表示。异质囊泡被发现表现出丰富的行为，其中的异质性可以放大表面两点相关性，降低压缩过程中的阻力，并增加囊泡在通道中的运输时间。所开发的方法提供了一般的方法，考虑到热波动，几何形状和相分离的作用，表征粗粒度的非均质系统的力学。
2023-02-27 cond-mat.soft
A First Principle Approach to Rescale the Dynamics of Simulated Coarse-Grained Macromolecular Liquids
我们提出了一个详细的推导和测试我们的方法来重新调整粗粒度聚合物熔体的介观模拟的动力学（I。Y. Lyubimov等人J. Chem. Phys. \textbf{132}，11876，2010）。从第一性原理Liouville方程出发，应用Mori-Zwanzig投影算子技术，导出了液体粗粒表象的广义Langevin方程（GLE）.在投影操作符中选择的慢变量定义粗粒度化的长度尺度。每种聚合物都以两种粗粒化水平表示：单体作为珠和弹簧模型，分子作为软胶体。在质心遵循布朗运动且内部动力学完全松弛的长时间区域中，这两种描述必须是等价的。通过强制执行这种正式的关系，我们从GLE的分析重新缩放因子被应用到动态数据的粗粒度表示恢复单体的描述。熵的变化和摩擦力的变化是两个修正，以补偿粗粒化对聚合物动力学的影响。粗粒度表示中的记忆函数的解决方案提供了摩擦系数的动态重新缩放。内部自由度的计算提供了由于粗粒化而引起的熵变化的校正。由此产生的重新缩放形式主义是一个功能的粗粒度模型和热力学参数的系统模拟。通过应用我们的重标度方法，从聚乙烯（以软胶体颗粒为代表）的介观模拟中获得的重标度动力学与实验测量的平移扩散数据和模拟结果吻合良好。所提出的方法被用来预测新的聚乙烯样品的自扩散系数。
2011-03-15 cond-mat.soft
Coarse-Grained Model for Phospholipid/Cholesterol Bilayer
我们构建了二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）/胆固醇双层的粗粒度（CG）模型，并将其应用于大规模模拟研究的脂膜。我们的CG模型是膜的二维表示，其中单个脂质和甾醇分子由点状颗粒描述。有效的分子间相互作用模型中使用的系统来自详细的原子尺度分子动力学模拟使用逆蒙特卡罗技术，这保证了CG模型的径向分布特性是一致的，相应的原子系统。我们发现，DPPC/胆固醇双层的粗粒度模型比原子模型更有效，提供了约8个数量级的速度。结果是有利于形成富含胆固醇和胆固醇穷人域在中间胆固醇浓度，与实验相图的系统。我们还探讨了新的粗粒度模型的局限性，并讨论了本方法的一般有效性和适用性。
2004-06-30 cond-mat.soft
A coarse grained model of polymer networks focusing on the intermediate length scales
本文提出了一个基于细观尺度动力学的高分子链和网络的粗粒度模型。该模型考虑到使用记忆函数和有色噪声的组成聚合物链的内部自由度。我们将我们的模型应用于稀聚合物溶液和聚合物网络。对聚合物稀溶液的数值模拟表明了模型动力学假设的有效性。通过将该模型应用于聚合物网络，我们发现了从孤立链状态到网络状态的动力学行为的转变。
2008-03-29 cond-mat.soft
On the microscopic foundation of dissipative particle dynamics
基于介观粒子的流体模型，例如耗散粒子动力学，通常被假设为底层微观流体的粗粒度表示。一个基本的问题是，是否存在从这些系统中的微观粒子到相应的粗粒粒子的映射，使得粗粒系统具有与底层系统相同的体积和输运性质。在这封信中，我们调查的粗粒化的微观流体使用Voronoi型投影，已建议在几项研究。模拟结果表明，该投影无法定义与微观流体有物理意义联系的粗粒度颗粒。特别是，Voronoi投影产生相同的粗粒度的平衡性能时，适用于不同的微观相互作用和不同的散装性能的系统。
2009-04-20 cond-mat.soft
Elongational viscosity of weakly entangled polymer melt via coarse-grained molecular dynamics simulation
采用粗粒分子动力学模拟研究了弱缠结线型聚合物熔体的拉伸流动。本文推广了Nicholson和Rutledge（D. A. Nicholson和G. C. Rutledge，J. Chem. Phys.，145，244903（2016））用于应用于Langevin动力学。我们成功地观察到的拉伸粘度的弱缠结线性聚合物熔体从平衡态的稳态使用扩展的UEF方法，而传统的矩形平行六面体形状的拉伸流动的技术已经失败了超过20年。
2018-09-05 cond-mat.soft
Comparing different coarse-grained potentials for star polymers
我们比较不同的粗粒度模型的星形聚合物。我们发现，受Daoud-Cotton模型启发的唯象模型再现这些系统的热力学相当差，即使假定势是密度相关的，如在实验结果分析中所做的那样。我们还确定了最小值fc的星型聚合物的功能性的流体-固体的转变发生。通过应用Hansen-Verlet准则，我们发现35 < fc < 40。这一结果证实了修改后的（参考）超网链方法的基础上进行的分析，定性与以前的工作是一致的。
2013-03-07 cond-mat.soft
Coarse-grained computations of demixing in dense gas-fluidized beds
我们使用一个“无方程”，粗粒度的计算方法，以加速分子动力学为基础的计算分层（分离）的不同颗粒受到向上的气流（气体流化床）。我们探讨了这些现象的粗粒度动力学在不同密度的固体混合物，通常是一个缓慢的过程，合理的连续模型是目前不可用的轻轻流化床。
2006-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The oxDNA coarse-grained model as a tool to simulate DNA origami
该章节讲解利用oxDNA粗粒化模型对DNA origami进行分子动力学模拟的方法。
2020-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Au Nanoparticles in Lipid Bilayers: a Comparison between Atomistic and Coarse Grained Models
带电的，配体保护的金属纳米粒子和模型脂质膜之间的相互作用的计算研究最近已解决在原子和粗粒度的水平。在这里，我们比较了三个版本的粗粒度马提尼力场在描述纳米粒子膜相互作用的性能。这三个粗粒度的模型在处理长程静电相互作用和水的极化率方面有所不同。NP-膜相互作用包括从亚稳态NP-膜复合物（其中NP仅部分嵌入膜中）到NP锚定到两个膜小叶的构型的转变。所有这三个粗粒度的模型提供了一个描述的亚稳态NP-膜复合物是一致的，使用原子力场。对于锚定跃迁，极化水Martini正确地描述了跃迁的分子机制和能量学。相反，标准版本的Martini模型低估了锚定的自由能势垒，并且没有完全捕获过渡过程中涉及的膜变形。
2017-03-01 cond-mat.soft physics.bio-ph
Quantifying the effects of neglecting many-body interactions in coarse-grained models of complex fluids
我们描述了一个通用的模拟方案，用于评估在复杂流体的粗粒度模型中忽略多体效应的热力学后果。该方法利用了这样一个事实，即一个简单的测量结构函数的渐近线提供维里系数的直接估计。将原子详细系统的维里系数与由对势描述的粗粒度版本的维里系数进行比较，可以量化多体效应的作用。该方法适用于两个模型：（i）一个大小不对称的胶体聚合物混合物，和（ii）一个解决方案的星形聚合物。在后一种情况下，粗粒化到一个有效的流体所描述的对潜力被发现忽略了重要方面的真实行为。
2014-01-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coarse Grained Computations for a Micellar System
我们建立，通过粗粒度计算，传统的，连续数值算法（初值问题以及不动点算法）和原子模拟的胶束形成的拉森模型之间的连接。该过程取决于（预期）的演变的一些缓慢，粗粒度的介观观测的MC模拟，和（计算）的时间尺度之间的分离，这些和其余的“奴隶”，快速变量。适当初始化的原子模拟的短脉冲被用来估计（粗粒度的，确定性的）局部动态的可观测量的演变。然后，这些估计反过来又用于通过传统的连续体算法（前向欧拉积分，牛顿-拉夫森不动点计算）加速进化到计算平稳性。这种“无方程”的框架，绕过了显式的，封闭的方程的可观测量（例如状态方程）的推导，可以提供直接的原子/随机模拟和分析其宏观，系统级的后果之间的计算桥梁。
2004-07-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coarse-Grained Modelling Out of Equilibrium
活性物质、响应性（“智能”）材料和在随时间变化的载荷下的材料是不处于热平衡的系统。为了构建这种系统的粗粒度模型，需要整合出随时间演化的微观状态分布。这是一项具有挑战性的任务。作为准备的主题，我们回顾平衡粗粒度的方法，理论和数值，如投影算子形式主义，联合原子模拟，数值重建的内存和马尔可夫状态建模。然后，我们回顾了非平衡粗粒化问题的理论方法的最新进展，特别是，时间相关的投影算子形式化，动态密度泛函理论和功率泛函理论，以及数值方案，以构建显式时间相关的记忆核。
2021-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrophobic interactions with coarse-grained model for water
将积分方程理论应用于水的粗粒模型，研究了疏水溶质间平均力的势。理论被证明是在良好的协议与现有的模拟数据甲烷-甲烷和富勒烯-富勒烯在水中的平均力的潜力，平均力的潜力也被分解成它的熵和熵的贡献。模式耦合理论被用来计算水的自扩散系数，以及一个稀的疏水性溶质的扩散系数，与分子动力学模拟的结果被发现很好的协议。
2011-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Resolving Dynamic Properties of Polymers through Coarse-Grained Computational Studies
耦合的长度和时间尺度决定了聚合物的动态行为，并成为其独特粘弹性的基础。为了解决长时间的动态，必须确定必须正确建模的时间和长度尺度。在这里，我们探测同时保留重要的原子细节和访问大的长度和时间尺度所需的粗粒化的程度。粗粒化的程度反过来又设定了在定义聚合物性质和动力学中起作用的最小长度尺度。使用线性聚乙烯作为一个模型系统，我们探讨如何粗粒化规模影响测得的动态。使用迭代玻尔兹曼反演从完全原子熔体模拟中推导出每个粗粒珠具有2-6个亚甲基的粗粒势。我们表明，原子的细节是捕捉大尺度动态的关键。使用这些模型，我们模拟聚乙烯熔体超过500 μs的时间，研究良好缠结的聚合物链的粘弹性。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Dynamic Implicit-Solvent Coarse-Grained Models of Lipid Bilayer Membranes : Fluctuating Hydrodynamics Thermostat
许多粗粒模型已被开发用于脂质双层膜的平衡研究。为了实现在模拟中访问的长度尺度和时间尺度难以达到完全原子分子动力学，这些粗粒度的模型提供了一个简化的分子自由度的描述，并经常删除完全表示的溶剂自由度。在这种隐式溶剂模型中，溶剂的贡献是通过有效的相互作用项内的自由能的有效潜力。在动力学研究中，常使用朗之万动力学。然而，对于双层内的许多动力学过程，这种方法是不够的，因为它忽略了重要的相关性和动力学的贡献，作为一个结果，将通过溶剂发生的动量转移丢失。为了解决这个问题，我们引入了一个新的恒温器的基础上波动的流体动力学的动态模拟隐式溶剂粗粒度模型。我们的方法将粗粒度的自由度耦合到一个随机连续场，该场同时考虑了溶剂流体动力学和热波动。我们表明，我们的方法捕捉到了重要的相关性，在使用传统的朗之万动力学进行模拟的脂质双层的动力学。对于平面双层片和双层囊泡，我们调查的扩散系数的脂质，空间相关性，和脂质流动的双层内。波动流体力学方法提供了一个很有前途的方式来扩展隐式溶剂粗粒脂质模型用于双层内的动态过程的研究。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Coarse-Grained Molecular Dynamics Modeling of A Branched Polyetherimide
开发了一种粗粒度模型以允许对衍生自两种主链单体[4，4 '-双酚A二酐（BPADA）和间苯二胺（MPD）]、链终止剂[邻苯二甲酸酐（PA）]和支化剂[三[4-（4-氨基苯氧基）苯基]乙烷（TAPE）]的支化聚醚酰亚胺进行大规模分子动力学（MD）模拟。首先建立了支化聚醚酰亚胺的原子模型。一个系统的协议的基础上化学告知分组的原子，推导键和角度的相互作用，通过直接玻尔兹曼反演，和参数化的非键的相互作用的潜在的平均力（PMF）计算通过气相MD模拟的原子组对，用于构建粗粒度的模型。一个六对几何，一个原子组在中心和其他原子组的六个副本放置在NaCl结构的中心组周围，已被证明显着加快PMF计算和部分捕获的PMF的多体方面。此外，我们提出了一个修正项的PMFs，可以使所得到的粗粒度模型可转移的温度明智的，通过使该模型捕捉的聚合物的热膨胀属性。粗粒模型已被应用于探索支化聚醚酰亚胺的机械，结构和流变性能。
2021-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Multiscale Modeling of Coarse-Grained Macromolecular Liquids
第一原理多尺度建模方法，这是来自于解决的Ornstein-Zernike方程的粗粒度表示的聚合物液体。该方法是分析性的，因此是可转移的。在这里，它是适用于确定几个聚合物系统的结构，其中有不同的参数值，如分子长度，单体结构，局部灵活性，和热力学条件。当从这个过程中得到的对分布函数进行比较，从一个完整的原子模拟的结果，它显示出定量的协议。此外，多尺度过程准确地捕获大尺度和局部尺度特性，同时保持计算上的优势。
2009-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stick boundary conditions and rotational velocity auto-correlation functions for colloidal particles in a coarse-grained representation of the solvent
我们展示了如何通过随机旋转动力学方法实现粗粒度溶剂中球形胶体的棒边界条件。这使我们能够通过直接计算机模拟来测量胶体旋转速度自关联函数。我们发现定量协议与Enskog理论短时间和流体动力学模式耦合理论较长的时间。对于水胶体悬浮液，当胶体半径小于35nm时，Enskog对旋转摩擦的贡献大于流体动力学贡献。
2005-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coarse-grained graph architectures for all-atom force predictions
Computational Science Research Center, Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院计算科学研究）；Division of Nanoscience and Technology, KIST School, University of Science and Technology (UST)（韩国科学技术大学纳米科学与技术学部）
本文提出一种结合粗粒化信息传递的全部原子力场模型，用于高效预测软物质系统的原子力。
2026-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Coarse-grained Description of Polymer Blends as Interacting Soft-Colloidal Particles
我们提出了一种理论方法，映射到软胶体颗粒的混合物的聚合物共混物。分析介观尺度对分布函数重现良好的数据从联合原子分子动力学模拟的聚烯烃混合物没有拟合参数。该理论准确地恢复了软胶体混合物（液态合金）密度和浓度涨落结构因子的解析表达式。
2004-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Biological and synthetic membranes: What can be learned from a coarse-grained description?
我们讨论的作用，粗粒度的模型在双层膜的结构和热力学的调查中发挥，我们把它们放在替代方法的背景下。因为它们减少了自由度，并采用简单和软的有效势，粗粒度的模型可以提供相当直接的洞察集体现象在膜上的大的时间和长度尺度。我们提出了一个总结，在这个快速发展的领域的最新进展，并特别注意模型的开发和计算技术。应用粗粒度模型的膜拓扑结构的变化与膜融合利用模拟和自洽场论的研究。
2006-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Coarse-grained curvature tensor on polygonal surfaces
使用积分几何的概念，我们提出了一个定义的局部粗粒度的曲率张量，定义良好的多边形表面。这种粗粒度的曲率张量显示出快速收敛到光滑曲面的曲率张量，不仅准确地捕获主曲率，而且还捕获曲率的主方向。由于积分曲率张量的可加性，可以实现粗粒化过程来计算它在多边形的任意补丁。当计算封闭曲面时，积分曲率张量与秩为2的闵可夫斯基张量相同。我们还提供了一个算法来扩展现有的C++软件包，可以用来有效地计算局部曲率张量的三角曲面。
2021-11-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Translational Mobilities of Proteins in Nanochannels: A Coarse-Grained Molecular Dynamics Study
我们使用粗粒（CG）非平衡分子动力学（NEMD）模拟研究了蛋白质通过模型纳米孔的翻译，并将迁移率与以前的粗粒平衡分子动力学模型进行了比较。我们考虑了纳米孔限制和外力对链霉亲和素通过代表实验尺寸的纳米孔的翻译的影响。随着纳米孔半径接近蛋白质流体动力学半径，观察到平移时间增加2个数量级。平移时间与一维偏置扩散模型吻合较好。本文提出的结果为旨在控制生物分子运动的纳米孔设计提供了有用的见解。
2018-06-06 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Coarse-grained Interaction Potentials for Anisotropic Molecules
我们已经提出了一个有效的参数化方法，最近的变种Gay-Berne势的不同和双轴粒子，并证明了它的一组小的有机分子。与先前提出的粗粒度模型相比，新的势在近距离接触和大距离相互作用中表现出优越的性能。通过统计方法研究了热振动和弹性的影响。该研究证明，平均力的潜力是用相同的功能形式表示，扩展这种粗粒度的描述，以更广泛的分子的应用。此外，采用粗粒度的模型截断原子求和与大距离截止的优势进行了简要的研究。
2006-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Langevin dynamics simulations of biomolecules on graphics processors
由于所涉及的时间尺度非常长（us-s），在生理相关条件下，基本生物过程（包括生物分子的折叠、错误折叠和机械解开）的理论建模即使对于分布式计算系统也具有挑战性。图形处理单元（GPU）正在成为更传统的CPU的替代编程平台，因为它们提供可以在广泛的科学应用中使用的高原始计算能力。使用粗粒度的自组织聚合物（SOP）模型，我们已经开发并测试了基于GPU的实现Langevin模拟蛋白质（SOP-GPU程序）。使用基于粒子或基于交互对的并行化实现所有粒子的力的同时计算，与程序的优化CPU版本相比，这导致约30倍的加速。我们评估了SOP-GPU程序的端到端应用程序的计算性能，其中算法的所有步骤都在GPU上运行，通过分析一些小蛋白质，长蛋白质纤维和大尺寸蛋白质组装体的相关模拟时间和内存使用情况。SOP-GPU软件包现在可以用于大尺寸蛋白质系统力学性能的理论探索，生成施力实验条件下的力延伸和力压痕曲线，并关联单分子实验结果体外和计算机模拟。
2010-03-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Autocorrelation study of the Θ transition for a coarse-grained polymer model
通过Metropolis蒙特卡罗模拟的粗粒度模型的柔性聚合物，我们调查如何集成的自相关时间不同的能量和结构量依赖于温度。我们表明，由于临界减慢，极端自相关时间也可以被视为崩溃转变的指标，有助于定位转变点。这对于有限系统特别有用，在有限系统中，响应量（如比热）不一定表现出明显的热活动的明确指示。
2014-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
DNA nanotweezers studied with a coarse-grained model of DNA
我们介绍了一个粗粒度的刚性核苷酸模型的DNA，重现短链的基本热力学：双链杂交，单链堆叠和发夹的形成，也捕捉到DNA的基本结构特性：螺旋间距，持久性长度和扭转刚度的双链分子，以及比较灵活的非堆叠单链。我们应用该模型来计算详细的自由能景观的一个完整的周期的DNA“镊子”，一个简单机械驱动的杂交和链置换。
2009-11-03 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Coarse-Grained Nucleic Acid-Protein Model for Hybrid Nanotechnology
杂交DNA -蛋白质纳米技术的新兴领域带来了许多新材料的潜力，这些材料将DNA纳米技术的可寻址性与蛋白质相互作用的多功能性相结合。然而，这些混合结构的设计和计算研究是困难的，由于所涉及的系统尺寸。为了帮助设计和计算机分析过程中，我们在这里介绍了一个粗粒度的DNA/RNA-蛋白质模型，扩展了DNA/RNA的oxDNA/oxRNA模型与基于各向异性网络模型表示的粗粒度蛋白质模型。我们的模型完全配备了分析脚本和可视化，旨在促进最终实验实现的混合纳米材料设计，以及使生物复合物的研究成为可能。我们通过模拟DNA-蛋白质纳米笼、包裹在组蛋白周围的DNA和聚合酶中的新生RNA进一步证明了它的用途。
2020-09-21 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Coarse-Grained Counterions in the Strong Coupling Limit
最近的蒙特卡罗模拟（A. G. Moreira和R. R. Netz：Eur. J. E { \bf 8}（2002）33）在强库仑耦合机制中提出了与泊松-玻尔兹曼图像不同的奇怪的反离子静电：当反离子-反离子排斥相互作用远大于反离子-宏观离子吸引时，宏观离子周围的粗粒度反离子分布仅由后者决定，而前者无关紧要。在这里，我们提供了一个解释显然是矛盾的静电数学操纵的强耦合限制。
2020-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Weak Galilean invariance as a selection principle for coarse-grained diffusive models
伽利略不变性是经典力学的基石。它指出，对于封闭系统的微观自由度的运动方程不改变下伽利略变换不同的惯性系。然而，真实世界系统的描述通常需要粗粒度的模型集成复杂的微观相互作用不可分割的摩擦力和随机力，这本质上违反伽利略不变性。通过研究在不同的框架中的粗粒化过程，我们表明，替代规则-表示为“弱伽利略不变性”-需要满足这些随机模型。我们的研究结果强调，扩散模型在一般情况下不能任意选择的基础上与数据的协议，但必须满足弱伽利略不变性的物理一致性。
2018-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Modeling elastic properties of polystyrene through coarse-grained molecular dynamics simulations
本文提出了一个扩展的粗粒度的调查的弹性性能的聚苯乙烯。特别是，我们采用著名的MARTINI力场及其修改进行扩展的分子动力学模拟在$μ$的时间尺度，其中考虑到缓慢松弛过程的聚苯乙烯，这样的模拟允许分析的体积模量，剪切模量，泊松比。我们表明，通过迭代修改的MARTINI力场参数，它原来是可能影响系统的剪切模量和体积模量，使它们更接近实验中报道的那些值。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.comp-ph
General coarse-grained red blood cell models: I. Mechanics
我们提出了一个严格的程序来获得粗粒度的红细胞（RBC）模型，这导致现实的红细胞准确的力学性能。基于半解析理论，红细胞膜的线性和非线性弹性性质可以与光镊拉伸实验中获得的性质相匹配。此外，我们开发了一个几乎无应力的模型，避免了一些现有的RBC模型的陷阱，如非双凹平衡形状和RBC的机械性能的三角质量的依赖。所提出的RBC模型适用于许多现有的数值方法，例如格子Boltzmann、多粒子碰撞动力学、浸入边界等。
2009-05-01 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Coarse-Grained Simulation of DNA using LAMMPS
在过去的十年中，粗粒度的核苷酸模型已经出现，使我们能够在前所未有的时间和长度尺度上研究DNA和RNA。其中之一是oxDNA，一种粗粒度的序列特异性模型，可以捕获DNA的杂交转变以及单链和双链DNA的许多结构特性。oxDNA以前只能作为独立软件使用，但现在已被应用到流行的LAMMPS分子动力学代码中。本文介绍了新的实现，并分析其并行性能。实际应用中提出的重点是单链DNA，一个领域的研究，迄今为止一直在调查。LAMMPS的oxDNA实现大大降低了使用oxDNA模型的进入门槛，促进了未来的代码开发，并与现有的LAMMPS功能以及其他粗粒度和原子DNA模型接口。
2018-05-07 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Understanding Dynamics in Coarse-Grained Models: II. Coarse-Grained Diffusion Modeled Using Hard Sphere Theory
该系列的第一篇论文[J. Chem. Phys. 158，034103（2023）]证明了过量熵标度对细粒度和相应的粗粒度（CG）系统都成立。尽管它的普遍性，一个更准确的测定标度关系是不可能的，由于半经验的性质。在这第二篇论文中，一个解析的过剩熵标度关系推导自底向上CG系统。在单站点CG分辨率，有效的硬球系统的构建，产生几乎相同的动力学特性作为目标CG系统，利用硬球动力学和过剩熵可以解析地表示在液体包装分数。受经典平衡态微扰理论的启发，结合硬球模型在预测过冷液体活化动力学方面的最新进展，提出了一种利用硬球参考流体来理解正常状态下分子液体扩散的新方法.所提出的“波动匹配”被设计成具有与CG系统相同的长波长密度波动幅度（无量纲压缩性）。利用Enskog理论导出了硬球扩散系数的表达式，从而在CG动力学和过剩熵之间建立了一座桥梁。CG扩散系数可以使用各种状态方程粗略估计，并且在运行任何CG模拟之前，也可以准确预测不同温度下的加速CG动态。通过引入另一层粗化，这些发现提供了一种更严格的方法来评估过量熵标度和理解分子流体的加速CG动力学。
2023-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Understanding Dynamics in Coarse-Grained Models: III. Roles of Rotational Motion and Translation-Rotation Coupling in Coarse-Grained Dynamics
本文通过引入转动动力学与平动-转动耦合，利用超额熵标度揭示了FG与CG扩散系数间的普适关系，成功从CG模型中恢复原子级扩散系数，阐明了分子流体动力学的基本联系。
2023-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Understanding Dynamics in Coarse-Grained Models: IV. Connection of Fine-Grained and Coarse-Grained Dynamics with the Stokes-Einstein and Stokes-Einstein-Debye Relations
本研究通过引入Stokes-Einstein和Stokes-Einstein-Debye关系，解析了粗粒化过程中缺失的旋转运动导致的人为加速问题，提出利用平动信息间接评估有效旋转，并证明无熵CG扩散仅依赖分子形状，为从CG描述恢复FG扩散提供了新方法。
2024-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
DNA Self-Assembly and Computation Studied with a Coarse-grained Dynamic Bonded Model
我们在定向动态键合框架下研究了DNA自组装和DNA计算。Svaneborg，Comp.Phys.Comm.183，1793（2012）{]}。在我们的模型中，单个核苷酸或结构域由单个相互作用位点表示。互补位点可以在模拟过程中可逆地杂交和去杂交。该键动力学诱导角键和二面角键的动力学，其模拟了化学结构对杂化动力学的集体效应。我们使用的DNA模型进行模拟的自组装动力学的DNA四面体，二十面体，以及链置换操作中使用的DNA计算。
2012-06-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Coarse-grained modelling of supercoiled RNA
我们使用oxRNA，最近开发的粗粒度的RNA模型，研究双链RNA的扭曲和张力下的行为。在模型中引入明确的盐依赖性，使我们能够直接将我们的结果与最近的单分子实验数据进行比较。该模型再现了拉伸曲线作为扭曲和拉伸力的函数，包括屈曲过渡和plectoneme结构的行为。对于负超螺旋，我们预测变性气泡形成plectoneme端环，建议优先plectoneme定位在弱碱基序列。OxRNA具有正的扭曲-拉伸耦合常数，与最近的实验观察结果一致。
2015-06-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
