Simulaciones Computacionales
Enviado por kthnysc • 21 de Octubre de 2012 • 666 Palabras (3 Páginas) • 389 Visitas
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Capítulo 1
Simulaciones computacionales
1.1. Introducción
Actualmente la computadora ha sido usada como un laboratorio virtual para estu-
diar sistemas de muchas partículas a través de las simulaciones computacionales. El objetivo
principal de las simulaciones es reproducir los resultados experimentales, ayudando a inter-
pretarlos. La aplicación más común de las simulaciones computacionales es la de predecir
las propiedades de los nuevos materiales. Una gran cantidad de técnicas de simulaciones
han sido desarrolladas a través de los años, siendo las más relevantes la dinámica molecular
y Monte Carlo.
El método de Monte Carlo es estocástico, se desarrolla sobre un número jo de
moléculas N mantenidas a una temperatura constante T en un volumen V . En contraste
con el método de Monte Carlo, el método de dinámica molecular es determinista: una vez
conocidas las posiciones y velocidades del sistema, el estado del sistema puede ser predicho
en cualquier tiempo futuro o pasado y puede desarrollarse en diferentes ensambles[10].
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La dinámica molecular es una tácnica donde la evolución en el tiempo de un
conjunto de partículas interactuando es seguida por la integración de sus ecuaciones de
movimiento, es usada en el estudio de polymeros, sólidos, biomoléculas, dinámica de uidos,
transisiones de fase, entre otros más. [1].Los sistemas estudiados con dinámica molecular
son muchos ordenes de magnitud más pequeños que los encontrados en la naturaleza.
Una de las principales ventajas de las simulaciones de dinámica molecular sobre
otros métodos como Monte Carlo, es que es posible estudiar propiedades termodinámi-
cas y propiedades dependientes del tiempo como coe cientes de transporte y funciones de
correlación[2], además la dinámica molecular evalúa e cientemente propiedades como ca-
pacidad calorí ca, compresibilidad y propiedades interfaciales.
La información generada por las simulaciones de dinámica molecular a nivel mi-
croscópico, posiciones y velocidades, pueden ser convertidas a cantidades macroscópicas
tales como presión, energía y capacidad calorí ca, haciendo uso de la mecánica estadística.
La mecánica estadástica es un puente entre el comportamiento microscópico y la termod-
inámica.
1.2. Mecánica estadística
Para comprender como las cantidades termodinámicas se relacionan con las can-
tidades a nivel microscópico, es necesario conocer algunos conceptos importantes de la
mecánica estadística, que ignora el comportamiento individual de los átomos.
El estado termodinámico de un sistema queda de nido por un conjunto de parámet-
ros (número de partículas, volumen,
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