MODEL MONOATOMIK ATOM ARGON MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION

Transkripsi

1 Judul skripsi : MODEL MONOAOMIK AOM ARGON MOLECULAR DNAMICS SIMULAION Adanya interaksi antar molekul idak dapat dimengerti jika menggunakan kasat mata Pergerakannya menggunakan Simple Classic Newtonian Diperlukannya Molecular Dynamics Simulation Molecular Dynamics (MD) adalah suatu metode simulasi pergerakan molekul untuk mendapatkan pengertian yang lebih dari fenomena fisika. Karakteristik MD : Memerlukan inisialisasi awal Perhitungan yang banyak dan rumit Memerlukan komputer untuk mentracing sejumlah pergerakan Menghasilkan data-data numerik yang tidak bisa begitu saja dimengerti

2 Rumusan Masalah Bagaimana Mevisualisasikan Molecular Dynamics Simulation dengan menggunakan bantuan komputer Batasan Masalah Menggunakan Algoritma Verlet untuk menghitung perubahan posisi dan kecepatan Model Lennard-Jones digunakan untuk mengeliminasi energi potensial Mevisualisasikannya dengan menggunakan bahasa pemrograman Delphi Molecular Dynamics Simulation : Periodic Boundary Conditins (PBC) A(x) = A(x + nl) dengan n = (n 1,n 2,n 3 ) Normalisasi Maxwell-Boltzmann x = f ( v x ) ln f ( v x dv x H ( t ) ) Hasil Simulasi Perubahan posisi dan kecepatan n n + 1 z i = ( ri ri ) / F ( r x ij ε ) = 48 2 ( x σ i n x j h σ ) rij 14 Algoritma Verlet 2 1 σ 2 rij Model Lennard-Jones ε, nilai potensial; σ, nilai spesifik dari panjang unit

3 Implementasi MDS ke Program : Start Inisialisasi Parameter Distribusi Posisi awal menggunakan LAICE Distribusi Kecepatan awal menggunakan Maxwell-BoltzMann Molecular Dynamics Simulation Output to Chart, able & Visualization End

4 Visualisasi Dalam bentuk Chart : Hasil Perhitungan selama simulasi Energi Kinetik Energi Potensial otal Energi Kecepatan Energi Kinetik Chart Energi Potensial Chart otal Energi Chart Kecepatan Chart Visualisasi Dalam bentuk abel : Hasil perhitungan selama simulasii, disimpan dalam dua tabel : abel Utama, berisi : Energi Kinetik Energi Potensial otal Energi ekanan Kecepatan emperatur Rp Untuk setiap kali iterasi abel Rinci, berisi : Posisi X, dan Z VX, V dan VZ FX, F dan FZ Untuk setiap partikel dalam tiap kali iterasi Data numerik dari simulasi ditampilkan ke dalam 2 tabel tersebut, abel Utama Dan abel Rinci ang dihasilkan dapat disimpan kedalam file

5 Visualisasi Dalam bentuk Kotak Pengamatan Virtual : Z Divisualisasikan menjadi : Kedudukan Atom Di dalam Box X Z Z Z ampak Depan X X ampak Atas Pengamatan Box Dua Dimensi ampak Kanan X Membutuhkan Pemetaan yang tepat 0 Xmax max Xkp = Round kp = 169 Round ( Xlk * 25) ( lp * 25) max 0 Xmax a b Koordinat layar komputer; b. Koordinat kotak pengamatan

6 Hasil Aplikasi : ampilan Aplikasi MDS dengan Page Control Chart Energi Kinetik ampilan MDS Parameter ampilan MDS Visual Boundary

7 Visualisasi Chart Energi Potensial yang Dihasilkan otal Energi yang Dihasilkan Kecepatan yang Dihasilkan

8 Visualisasi abel ampilan hasil simulasi MD dalam bentuk tabel Visualisasi dengan Kotak Pengamatan Virtual Posisi atom yang dihasilkan selama proses simulasi

9 Warna dari atom yang diamati

10 Flowchart Inisialisasi Parameter Start NPart = 256 Den = Side = Ref = RCoff = 2.5 H = IRep = 50 IStop = 500 imemx = 100 ISeed = 4711 A = Side / 4 SideH = Side / 2 HSQ = H 2 HSQ2 =HSQ / 2 NPartM = NPart - 1 RCOffS = RCOff 2 Scale = 16 / (NPart - 1) VAVER = 1.13 * ref / 24 F = 0 Inc(i) End

11 Flowchart Distribusi Posisi Awal Menggunakan LAICE Start A = Side / 4 Index = 0 LG = 0 i = 0 j = 0 1 k = 0 Inc (index) X = i * A + LG * A * 0,5 = j * A + LG * A * 0,5 Z = K * A Inc(k) k > 3 Inc(j) j > 3 Inc(j) j > 3 1

12 1 Inc(LG) 1 LG > 1 LG = 0 i = 0 j = 0 2 k = 0 Inc(Index) X = i * A + (2 - LG) * A * 0,5 = j * A + (LG - 1) * A * 0,5 Z = k * A + A * 0,5 Inc(k) k > 3 Inc(j) j > 3 2

13 2 Inc(i) 2 i > 3 Inc(LG) LG > 2 End

14 Flowchart Distribusi Kecepatan Awal Menggunakan Maxwell-Boltzmann Start RandSeed = ISeed Counter = 1 Counter < = NPart EKIN = 0 SP = 0 V1 = 2 * Random - 1 V2 = 2 * Random - 1 S = V1 2 + V2 2 i = 0 S < 1 SP = SP + V Inc(i) R = 2* Ln( S) / S V[ Counter] = V1* R V[ Counter + 2] = V 2* R i = NPart Inc( Counter,2) SP = SP + NPart V = V - SP EKIN = EKIN +V 2 Inc(i) i = NPart "Linear Momentum = ", SP "Velocity Adjustment at ", Clock 3

15 3 S = Scale * EKIN "emperature before scaling is ", S SC = ref / S "Scale factor is ", SC SC = SC * H V[i] = V[i] * SC Inc(i) End

16 Flowchart Molecular Dynamics Simulation Start Clock = 0 "Molecular Dynamics Simulation Program " "Number of Partiicle ", NPart "Side Length of he Box ", SIde "Cut Off i is ", RCoff "Reduced emperature is ", Ref "Basic ime Step Is ", H Inc(Clock) 2 Pos = Pos + V + F Inc(i) Pos < 0 Pos = Pos + Side Pos > Side Pos = Pos - Side 4

17 Start Clock = 0 "Molecular Dynamics Simulation Program " "Number of Partiicle ", NPart "Side Length of he Box ", SIde "Cut Off i is ", RCoff "Reduced emperature is ", Ref "Basic ime Step Is ", H Inc(Clock) 2 Pos = Pos + V + F Inc(i) Pos < 0 Pos = Pos + Side Pos > Side Pos = Pos - Side 4

18 4 V = V + F Inc(j) CalcForce V = V + F Inc(j) EKIN = 0 i =1 EKIN = EKIN + VX 2 + V 2 + VZ 2 Inc (i) EKIN = EKIN / HSQ Vel = 0 Count = 0 5

19 5 VX' = VX 2 V' = V 2 VZ' = VZ 2 SQ = VX' + V' + VZ' SQ = SQ / H SQ > VAVER Inc(Count) Vel = Vel + SQ Inc(i) Vel = Vel / H (Clock < + IStop) and (Clock mod IRep = 0) 1 "Velocity Adjustment at Clock = ", Clock S = Scale * EKIN 6

20 6 "emperature before Scalling is ", S SC = Re f / S "Scale Factor is ", SC V = V * SC Inc(i) EKIN = Ref / Scale 1 EK = 24 * EKIN EPot = 4 * EPot emp = Scale * Ekin Pres = Den * 16 * (EKIN - VIR) / NPart Vel = Vel? NPart RP = (Count / NPart) * 100 Inc(Clock) 2 Clock > imemx End