طريقة مونت كارلو الديناميكية

في الكيمياء ، تُعدّ طريقة مونت كارلو الديناميكية (DMC) إحدى طرق مونت كارلو لنمذجة السلوك الديناميكي للجزيئات من خلال مقارنة معدلات الخطوات الفردية بأرقام عشوائية . وهي تُشابه إلى حد كبير طريقة مونت كارلو الحركية . على عكس طريقة متروبوليس مونت كارلو ، التي استُخدمت لدراسة الأنظمة في حالة اتزان ، تُستخدم طريقة DMC لدراسة الأنظمة غير المتزنة، مثل التفاعلات والانتشار وما شابه (مينغ وواينبرغ، 1994). تُطبّق هذه الطريقة بشكل أساسي لتحليل سلوك المواد الممتزة على الأسطح.

توجد عدة طرق معروفة لإجراء محاكاة ديناميكيات الموائع (DMC)، منها طريقة التفاعل الأول (FRM) وطريقة الاختيار العشوائي (RSM). ورغم أن كلتا الطريقتين تعطيان نفس النتائج من نموذج معين، إلا أن الموارد الحاسوبية المطلوبة تختلف باختلاف النظام المستخدم.

في نموذج FRM، يتم اختيار التفاعل ذي الزمن الأدنى في قائمة الأحداث. تحتوي قائمة الأحداث على الأوقات التقريبية لجميع التفاعلات الممكنة. بعد اختيار أحد التفاعلات، يتم تحديث زمن النظام إلى زمن التفاعل، ثم تُعاد حسابات قائمة الأحداث. تتميز هذه الطريقة بكفاءتها في وقت الحساب لأن التفاعل يحدث دائمًا في حدث واحد. مع ذلك، فهي تستهلك قدرًا كبيرًا من ذاكرة الحاسوب بسبب قائمة الأحداث، مما يجعل تطبيقها صعبًا على الأنظمة واسعة النطاق.

تُحدد طريقة RSM ما إذا كان تفاعل الجزيء المُختار سيحدث أم لا، وذلك بمقارنة احتمالية الانتقال برقم عشوائي . في هذه الطريقة، لا يحدث التفاعل بالضرورة في حدث واحد، لذا فهي تتطلب وقتًا حسابيًا أطول بكثير من طريقة FRM. مع ذلك، تُوفر هذه الطريقة ذاكرة الحاسوب لأنها لا تستخدم قائمة أحداث. كما يُمكن حساب الأنظمة واسعة النطاق باستخدام هذه الطريقة.

• مونت كارلو الهجينة

• (مينغ وواينبرغ 1994): ب. مينغ و و.هـ. واينبرغ، مجلة الكيمياء الفيزيائية 100، 5280 (1994)
• (مينغ وواينبرغ 1996): ب. مينغ، و.هـ. واينبرغ، علوم السطح 364 (1996) 151-163.