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随机反应扩散格气模型上钙动力学的粗粒化模拟
  • ISSN号:1674-0068
  • 期刊名称:《化学物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O6[理学—化学]
  • 作者机构:[1]安庆师范大学物理系,安庆246011, [2]安徽大学物理与材料科学学院,合肥230039
  • 相关基金:This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (No.11205002). Chuansheng Shen was also supported by the Key Scientific Research Fund of Anhui Provincial Education Department (No.KJ2012A189).
中文摘要:

发展了一种基于随机格气模型的粗粒化方法,该方法能有效模拟内质网表面钙动力学信息.首先将相邻的微观节点合并成粗粒化节点,再根据局域平均场近似推导出粗粒化反应速率,然后执行粗粒化动力学蒙特卡洛模拟.发现粗粒化动力学蒙特卡洛模拟结果和微观模拟结果非常吻合.有趣的是,存在一个最佳的粗粒化比m,使得粗粒化模拟与微观模拟的相变点偏差最小.固定m,发现临界点随体系尺度增加而单调增加,而且相变点的偏差与体系尺度存在一个标度关系.此外,该粗粒化方法大大地加快了蒙特卡洛模拟速率,并且与微观模拟直接相关.该方法可以广泛用来研究体系尺度效应,而节省大量计算时间.

英文摘要:

We develop a coarse grained (CG) approach for efficiently simulating calcium dynamics in the endoplasmic reticulum membrane based on a fine stochastic lattice gas model. By grouping neighboring microscopic sites together into CG cells and deriving CG reaction rates using local mean field approximation, we perform CG kinetic Monte Carlo (kMC) simulations and find the results of CG-kMC simulations are in excellent agreement with that of the microscopic ones. Strikingly, there is an appropriate range of coarse proportion rn, corresponding to the minimal deviation of the phase transition point compared to the microscopic one. For fixed m, the critical point increases monotonously as the system size increases, especially, there exists scaling law between the deviations of the phase transition point and the system size. Moreover, the CG approach provides significantly faster Monte Carlo simulations which are easy to implement and are directly related to the microscopics, so that one can study the system size effects at the cost of reasonable computational time.

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期刊信息
  • 《化学物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国物理学会
  • 主编:杨学明
  • 地址:合肥中国科学技术大学
  • 邮编:230026
  • 邮箱:cjcp@ustc.edu.cn
  • 电话:0551-3601122
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-0068
  • 国内统一刊号:ISSN:34-1295/O6
  • 邮发代号:26-62
  • 获奖情况:
  • 1998年获安徽省优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4282