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ベレの方法 (ベレのほうほう、英 : Verlet algorithm )は、分子動力学法 などにおいて、原子 間(粒子 間)に働く力 をもとに原子(粒子)を逐次的に動かす方法の一つ。ベレのアルゴリズム 、ベレ法 、ベルレの方法 などとも言う。
原子(粒子)の質量を M 、座標を R 、力を F とすると、運動方程式 は
M
d
2
R
d
t
2
=
F
{\displaystyle M{\frac {d^{2}{\boldsymbol {R}}}{dt^{2}}}={\boldsymbol {F}}}
である。加速度 d2 R /dt 2 を中心差分 で近似すると、時間刻み幅を Δt として
d
2
R
(
t
)
d
t
2
≈
R
(
t
+
Δ
t
)
−
2
R
(
t
)
+
R
(
t
−
Δ
t
)
(
Δ
t
)
2
{\displaystyle {\frac {d^{2}{\boldsymbol {R}}(t)}{dt^{2}}}\approx {\frac {{\boldsymbol {R}}(t+\Delta t)-2{\boldsymbol {R}}(t)+{\boldsymbol {R}}(t-\Delta t)}{(\Delta t)^{2}}}}
となる。
以上から得られた
R
I
(
t
+
Δ
t
)
=
2
R
I
(
t
)
−
R
I
(
t
−
Δ
t
)
+
F
I
M
I
(
Δ
t
)
2
{\displaystyle {\boldsymbol {R}}_{I}(t+\Delta t)=2{\boldsymbol {R}}_{I}(t)-{\boldsymbol {R}}_{I}(t-\Delta t)+{\frac {{\boldsymbol {F}}_{I}}{M_{I}}}(\Delta t)^{2}}
によって原子の位置を更新する。
ただし I は原子のインデックスである。
この手法にはいくつかの変形版、発展形がある。分子動力学法以外に、カー・パリネロ法 などでも使用されることがある。
参考文献 [ 編集 ]
L. Verlet (1967). “Computer "Experiments" on Classical Fluids. I. Thermodynamical Properties of Lennard-Jones Molecules”. Phys. Rev. 159 : 98. doi :10.1103/PhysRev.159.98 .