[发明专利]用于模拟一组元件的方法

说明书

一种对元件的系统进行模拟的方法，根据该方法所述元件的行为是基于元件的系统的哈密顿算符H确定的以使得(公式I)，其中p是表示元件的力矩的矢量，q是表示元件的位置的矢量，M^‑1是随元件的质量而变化的对角矩阵，以及V是系统的势能，该方法包括以下步骤：根据该步骤，当力矩矢量p采取与至少一个元件有关的某个预定值时，零值被分配给矩阵M^‑1的与该至少一个元件有关的至少一个对角项。

技术领域

本发明涉及一种用于模拟一组元件的方法，根据该方法基于与元件系统(该组元件的动能和势能之和)相关联的哈密顿算符来确定元件的行为，其中，p是表示元件力矩的矢量，V是系统的势能，以及M^-1是这些元件的质量的函数的对角矩阵(在此情况下，该矩阵可以是元件位置的函数)。

背景技术

在此情况下势能例如等于元件之间的可从其推导相互作用力的相互作用势或是相互作用势V(q)的函数，q是表示元件的位置的矢量 (在此情况下，更一般而言相互作用势还可以依赖于元件的力矩)。

一组元件的模拟允许研究这样的一组元件的行为并分析其属性：在元件的相继位置和力矩方面的位移，元件之间的位移的相关性，结构的变化，元件之间的相互作用的增加和减小，平均采用的配置，相关联能量的演变等等。这些元件可以表示机械体，例如天体或流体；颗粒，例如原子或分子，例如蛋白质，流体等。

模拟一组元件的常规方式是考虑该组元件的哈密顿算符并从中推导力矩方程。

WO2009/007550例如描述了模拟一组元件的技术。

该组元件的演变有时必须被长时段上模拟以便能够观察某些现象或能够计算某些统计量。这种模拟的计算时间、以及计算成本有时是非常大的。已经提出的很多方法来加速对一组元件的模拟。

发明内容

本发明旨在提出用于克服这些问题的新方案。

为此，根据第一方面，本发明提出一种对上述类型的一组元件进行模拟的方法，所述方法是由计算机执行的并且其特征在于所述方法包括以下步骤：根据该步骤，当力矩矢量p采取与至少一个元件有关的某个预定值时，零值被分配给矩阵M^-1的与该至少一个元件有关的至少一个对角项。

本发明使得可以减少计算量，因此减少确定元件的势能、相互作用势、相互作用力、位置和/或所需力矩所需的计算时间。

在实施例中，根据本发明的对一组元件进行模拟的方法还包括以下特征中的一个或更多个：

-其中所述方法包括以下步骤：对于所述元件中的至少一个元件，如果表示所述元件的动能的参数具有低于第一严格为正的阈值，则把零值分配给矩阵M^-1的与该至少一个元件有关的至少一个对角项；

-当所述至少一个元件的动能大于第二严格为正的阈值时随元件的质量而变化的矩阵M^-1的对角项被分配最大值；

-如果包括所述至少一个元件的力矩和所述至少一个元件的位置的数偶采用某些预定值则把零值分配给与该至少一个元件有关的矩阵M^-1的至少一个对角项；

-该方法包括基于所述哈密顿算符在相继的模拟时刻确定至少一个信息的值的步骤，所述步骤利用与在前一模拟时刻为矩阵M^-1的对角项分配零值所针对的元件k元组有关的信息的值因此在至少所述前一模拟时刻和当前模拟时刻之间未改变的事实，k是大于等于2的整数，并且在零值未被分配给矩阵的与元件k元组中的每个元件有关的对角项时通过执行以下步骤来计算在当前模拟时刻与构成k元组一部分的给定元件有关的信息的值：

-通过从在前一模拟时刻确定并且与所述给定元件相关的信息的值中减去在前一模拟时刻至少与所述元件k元组相关联并且与所述给定元件有关的所述信息的值来计算与所述给定元件相关的所述信息的工作值；以及/或者