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ホーム>「水界面」研究について>「水界面統合シミュレータ」について

「水界面統合シミュレータ」とは

私たちは、物質表面・界面の水の運動と構造に関する数値シミュレーション解析を、計算科学を専門としない利用者であっても容易、かつ一元的に実行できる水統合シミュレータを開発しています。本シミュレータは、グラフェン、シリカ、窒化ホウ素等の固体基板表面に水分子を配置、分子動力学計算を実行し、その計算結果から水の密度分布、水素結合ネットワーク、パーシステントホモロジー、接触角など、他の解析ソフトウエアでは扱われていない様々な物理量を解析・算出することまでを可能としています。また、分子動力学計算で得られた界面近傍の水分子に対して、その振動スペクトルを算出する量子力学計算に、および分子動力学計算で算出された溶液の接触角、粘性、界面張力を流体力学計算に受け渡すインターフェースの拡張も準備されています。これらの操作はすべて独自GUIで操作可能であり、解析結果もグラフィカルに表示されます。ミクロな分子のレベルからマクロな流体までの広いスケールの水を解析対象としていることが本シミュレータの特徴です。

水界面統合シミュレータの紹介

水界面統合シミュレータの動作環境
水界面統合シミュレータの動作環境

動作OS:

Windows, macOS, 各種Linux


計算の実行：

ローカル、もしくはリモートのワークステーション


シミュレーションプログラム：

本シュミレータは各種シミュレーションを実行するインターフェースとなっており、各計算モジュールはQuantum ESPRESSO（量子化学計算）、LAMMPS（分子動力学計算）、OpenFOAM（流体計算）など、オープンソースの汎用ソフトウエアを利用します。そのため、本シュミレータとは別に、これらソフトウエアを別途インストールする必要があります。現バージョンではLAMMPSのみが必須となっています。


マニュアルをダウンロードする

選択可能な計算条件
分子動力学計算で選択可能な計算条件

材料界面の種類:

グラフェン、シリカ、窒化ホウ素。
その他の界面は別途入力ファイルを準備することで対応可能。


界面の形状(広さ・厚さ)

多層に設定することも可能


水の形状(層厚さ・水滴直径)


温度・圧力・時間

解析機能
解析機能
  • 界面の原子と水分子の構造の時間変化

  • 水の密度の空間分布

  • 水の密度・粘度・表面張力の算出

  • 水の水素結合ポリゴンネットワーク

  • 水の分子間距離のパーシステントダイアグラム

  • 水滴の界面との接触角度

  • 分子動力学計算で作成したモデル構造で量子化学計算（振動スペクトル計算）を行う入力ファイルの作成

  • 分子動力学計算で算出された各種物性値を流体計算に渡すためのファイルの出力

など

本シュミレータの利用について

本ソフトウェアのご利用にあたっては、下記の利用条件にご同意ください。


WaTUSフリーソフトウェア使用許諾条件


東京理科大学総合研究院ウォーターフロンティア研究センター（以下 WaTUS）は、次の条件や制限のもとで、 WaTUSで管理・公開するプロジェクト等による成果物の全てまたは一部を無償で使用することを許諾します。


１．WaTUSフリーソフトウェアの定義

WaTUSで管理しているソースプログラム、オブジェクトプログラム、仕様書、設計書、データ、実行結果　および　マニュアルなどのWaTUS外部に公開しているソフトウェアをWaTUSフリーソフトウェアと呼びます。


２．無償使用の範囲

利用者がWaTUSフリーソフトウェアを無償で使用できる行為には、自己のためにWaTUSフリーソフトウェアを任意のデータを用いて実行する行為、自己のためにWaTUSフリーソフトウェアを改変する行為、その結果を利用者の自己のために使用する行為を含みます。


３．改変・頒布での遵守事項

WaTUSが許可する場合を除き、WaTUSフリーソフトウェアを改変し、そのソフトウエアを公開、頒布することは禁止されています。


４．利用者義務

WaTUSフリーソフトウェアを利用した結果を公表する場合には、使用したWaTUSソフトウェアの名前、バージョン、著作者氏名などの記載とともに、明示して下さい。

利用者がWaTUSソフトウェアを改変し、その実行結果を公表する場合は、改変内容や改変履歴が特定できる説明を添付して公表しなければなりません。

利用者がWaTUSソフトウェアのバグや不具合を発見した場合、WaTUSに報告して下さい。発見したバグや不具合を許可なく公表したり、第三者に知らせることを禁止します。


５．営利目的に使用する場合

利用者は、WaTUSが許可する場合を除き、WaTUSフリーソフトウェアを営利目的に使用する行為を禁止されています。利用者が本項に反する行為を行った場合には、各ソフトウェア等の著作権者によりその利用を差し止められることを利用者は予め了解します。かつ、利用者は、それにより得た利益相当額の賠償をもとめられることも予め了解します。


６．無保証

WaTUSフリーソフトウェアは、その品質や性能あるいは実行結果について、利用者に対してはいかなる保証もされていません。利用者は自己の責任において使用することに同意することとし、もし使用することにより損害が生じた場合には、第三者への損害や被害の修復も含み、その結果責任は全て利用者に帰することとします。


７．利用者が本使用許諾条件に違反した場合

利用者が本使用許諾条件に違反した場合には、利用者は、WaTUSがその状態を是正するために必要と認めて行う措置に無条件に従うものとします。


－ 以上 －

本シュミレータの利用申請について

本ソフトウェアのご利用を希望する方は、問い合わせフォームに下記の項目を明記し、ウォーターフロンティア研究センターにご連絡ください。


  • 名前
  • 所属
  • メールアドレス
  • 電話番号
  • 使用目的
  • WaTUSフリーソフトウェア使用許諾条件への同意

      • ご提供いただきました個人情報は、利用者との連絡手段、および本ウェブサイトの内容向上のた めの分析以外には利用いたしません。これらの目的の範囲を越えて個人情報を利用する必要が生じた場合は、事前にその目的を利用者にお知らせいたします。


      なお、利用条件に記したように、本ソフトウェアは無保証ではありますが、ご質問、ご意見、ご要望等ございましたら、問い合わせフォーム、又はWaTUS事務局（watus@rs.tus.ac.jp）までご連絡ください。可能な範囲で対応し、本ソフトウェアの改善・改良に努めさせていただきます。

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