投稿者: 博佐藤

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan -International Edition Vol.4, -, by J-STAGE]
<Title:> Determining the Three-phase Equilibrium Diagrams for Water, Oxygen, Propane and Lithium Using van der Waals Equations of State
<Author(s):> Yosuke KATAOKA
<Abstract:> In the present work, phase diagrams in (pressure, temperature) space were calculated for water, oxygen, propane and lithium, employing van der Waals (vdW) equations of state, similar to an approach previously employed for argon. These calculations allowed the triple point temperatures to be obtained. The experimentally-determined triple point pressure values (p3) normalized by the critical point pressure (pc) (that is, p3/pc) are known to exhibit a significant correlation with the normalized triple point temperature (T3/Tc), and the present results reproduce this correlation qualitatively. This work also demonstrated that the low-density solid, high-density solid, liquid and gas-phases of water produce a phase diagram similar to that of the ice-water system.
<Keywords:> Three-phase equilibrium, Van der Waals equation of state, Vapor pressure, Sublimation pressure, Melting curve, Water, Oxygen, Propane, Lithium
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccjie/4/0/4_2017-0042/_html

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan -International Edition Vol.4, -, by J-STAGE]
<Title:> Extension of a van der Waals Equation of State to the Solid-liquid-vapor Phases of a Lennard-Jones System
<Author(s):> Yosuke KATAOKA
<Corresponding author E-Mill:> yosuke.kataoka(at)koganei-md.com
<Abstract:> An existing van der Waals (vdW) equation of state (EOS) based on hard-sphere repulsions during intermolecular interactions was extended to a Lennard-Jones (LJ) system. Specifically, an EOS for a perfect solid and liquid v5 (Y. Kataoka and Y. Yamada, J. Comput. Chem. Jpn.,12, 181 189 (2013)) was simplified to satisfy the Rigby conditions for a generalized vdW EOS. The phase diagram of argon was reproduced in pressure-temperature space using this extended EOS, and a phase diagram in temperature-density space was also generated and found to be qualitatively consistent with the LJ system.
<Keywords:> Van der Waals equation of state, Phase diagram, Critical point, Triple point, Perfect solid, Perfect liquid, Melting curve, Boiling pressure, Sublimation pressure
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccjie/4/0/4_2017-0043/_html

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.17, 85-91, by J-STAGE]
<Title:> MOPAC2016新ハミルトニアンによる水素結合,Diels-Alder 反応, イソシアネートのウレタン化反応,光異性化反応等 のシミュレーション解析と評価
<Author(s):> 染川　賢一, 上田　岳彦
<Corresponding author E-Mill:> somekw(at)voice.ocn.ne.jp
<Abstract:> 最近のMOPAC2016ハミルトニアンPM7を用いて, 基礎的な化学結合, 水素結合(Hb), 立体選択的Diels-Alder (DA) 反応, 実用的なイソシアネートのウレタン化反応そして光異性化反応等のシミュレーション解析を行い, その構造とエネルギー情報につき、実験値および他の計算値と比較評価した. 上記一部につき前報[1]では PM6法で可成りの理解は得られたが, 問題点のあることも指摘した. PM7での解析では、分子内、分子間の結合 距離とエネルギーの小さい変化の評価で向上が見られ, 分散力算出等の改善の有効性が示唆された. 例えば上記 反応2例では、より大きい水素結合エネルギー(E_Hb)と分子間相互作用エネルギー(E_Ln)の算出で安定錯体 (B)の存在推定と, より実験値に近い活性化エネルギー(E_a)が見積られ, Figure 1等の反応プロセスと遷移状態(TS)の評価改善が推定され, またBなどの低温での解析実験法を提案した. 簡便で定量性の改善された MOPAC2016は教育や実験の現場等で積極的活用が期待される.
<Keywords:> MOPAC2016, PM7, B3LYP, MP2, Isocyanate, Urethane, Diels-Alder reaction, Photochromism, Activation energy, Molecular simulation, Hydrogen bond, Molecular interaction energy
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/17/2/17_2017-0069/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.17, 102-109, by J-STAGE]
<Title:> フラグメント分子軌道(FMO)法を用いた散逸粒子動力学シミュレーションのための有効相互作用パラメータ算出の自動化フレームワーク
<Author(s):> 奥脇　弘次, 土居　英男, 望月　祐志
<Corresponding author E-Mill:> okuwaki(at)rikkyo.ac.jp
<Abstract:> 近年，用途に応じて目的の機能を有した材料開発の要求が高まっており，大規模な構造予測のためのシミュレーションが注目を浴びている．私達は，今回，散逸粒子動力学(DPD: Dissipative Particle Dynamics)シミュレーションを例に，有効相互作用パラメータ(χパラメータと呼ばれる) をフラグメント分子軌道(FMO)法から算定するためのフレームワークとワークフローシステムを開発した．FMO計算は非経験的であるため，高分子系素材に関わるほとんどの有機化合物に対して使うことが可能であり，χパラメータの算定に対して汎用性を持つと考えられる．この報告では，本システム(FCEWS: FMO-based Chi-parameter Evaluation Workflow System)の開発の目的，理論的な背景，ならびにソフトウェアについて解説する．
<Keywords:> Dissipative particle dynamics, DPD, fragment molecular orbital, FMO, chi-parameter
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/17/2/17_2017-0048/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.17, 92-101, by J-STAGE]
<Title:> ケクレ構造数え上げのアルゴリズムを用いたASC及びConjugated Circuitの計算プログラムの開発
<Author(s):> 森川　, 野村　泰志, 溝口　則幸
<Corresponding author E-Mill:> dmorikawa(at)shinshu-u.ac.jp
<Abstract:> 成田らのケクレ構造の数え上げアルゴリズムを改良する事によって，各種共役分子のalgebraic structure count (ASC)を求める計算プログラムを開発した．さらに，この計算はケクレ構造の重ね合わせを利用する事から，全てのconjugated circuitの数え上げも可能となった．これによりASCとconjugated circuitを一度に求める事が可能となった．また，ASCを決定できない非交互共役系についても議論を行った．
<Keywords:> Algebraic structure count, Kekul structure, Conjugated circuit, Sachs graph, Resonance energy
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/17/2/17_2017-0036/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.17, A11-A14, by J-STAGE]
<Title:> 電子を描く(9) 原子軌道における波動性
<Author(s):> 時田　澄男
<Corresponding author E-Mill:> tokita(at)apc.saitama-u.ac.jp
<Abstract:> 水素原子の波動方程式を解いて得られる原子軌道に波動性が観察できることを，力学的な定常波との対比で視覚的に示した．弦におこる1次元の定常波の特徴は，円形膜におこる2次元の定常波の断面に観察される．水素原子の原子軌道が3次元の波動であることは，その断面に2次元の波動の特徴が表れることから，確認することができた．
<Keywords:> electron, visualization, hydrogen atom, atomic orbital, wave function, Bessel function, circular membrane, standing wave
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/17/2/17_2018-0002/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.17, A4-A10, by J-STAGE]
<Title:> SCCJ Cafe － Season 6 － フランス便り：フランス海洋開発研究所海洋計算情報センターより（１）「沿岸シミュレーションプログラムMARS並列化の背景」
<Author(s):> 小鷹　ティナ恵利香
<Abstract:> MARS ( hydrodynamical Model for Applications at Regional Scale) [https://wwz.ifremer.fr/mars3d/, Lazure Pascal, Dumas Franck (2008). An external-internal mode coupling for a 3D hydrodynamical model for applications at regional scale (MARS). Advances In Water Resources, 31(2), 233-250. http://doi.org/10.1016/j.advwatres.2007.06.010] とはIFREMERによって開発されているFORTRANでかかれた沿岸シミュレーションプログラムである．IFREMERはフランスの海洋環境，資源の保持と開発に関する研究を行う独立行政法人であり，MARSは沿岸研究に必要とされる様々な要素をモデリングする手段として開発された．プログラムの中心部分は流体力学ダイナミクスであり，それに対して生物，地質，環境化学といった様々な沿岸モデルがカップルされている．モデリングに必要な計算量は増加の一途をたどるため，MARSを並列化して対応することとなった．本稿ではMARSの特色とどのようにMPIによる並列化がMARSに対して行われたかを述べる．
<Keywords:>
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/17/2/17_2017-0047/_article/-char/ja/

[Advanced Published online Journal of Computer Chemistry, Japan, by J-STAGE]
<Title:> MOPAC2016新ハミルトニアンによる水素結合,Diels-Alder 反応, イソシアネートのウレタン化反応,光異性化反応等 のシミュレーション解析と評価
<Author(s):> 染川　賢一, 上田　岳彦
<Corresponding author E-Mill:> somekw(at)voice.ocn.ne.jp
<Abstract:> 最近のMOPAC2016ハミルトニアンPM7を用いて, 基礎的な化学結合, 水素結合(Hb), 立体選択的Diels-Alder (DA) 反応, 実用的なイソシアネートのウレタン化反応そして光異性化反応等のシミュレーション解析を行い, その構造とエネルギー情報につき、実験値および他の計算値と比較評価した. 上記一部につき前報[1]では PM6法で可成りの理解は得られたが, 問題点のあることも指摘した. PM7での解析では、分子内、分子間の結合 距離とエネルギーの小さい変化の評価で向上が見られ, 分散力算出等の改善の有効性が示唆された. 例えば上記 反応2例では、より大きい水素結合エネルギー(E_Hb)と分子間相互作用エネルギー(E_Ln)の算出で安定錯体 (B)の存在推定と, より実験値に近い活性化エネルギー(E_a)が見積られ, Figure 1等の反応プロセスと遷移状態(TS)の評価改善が推定され, またBなどの低温での解析実験法を提案した. 簡便で定量性の改善された MOPAC2016は教育や実験の現場等で積極的活用が期待される.
<Keywords:> MOPAC2016, PM7, B3LYP, MP2, Isocyanate, Urethane, Diels-Alder reaction, Photochromism, Activation energy, Molecular simulation, Hydrogen bond, Molecular interaction energy
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/advpub/0/advpub_2017-0069/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.16, 167-169, by J-STAGE]
<Title:> クラスターの単純さに注目したデータ クラスタリングの高精度化とそのケモインフォマティクスへの応用
<Author(s):> 天野　晃, 山之内　昭博, 杉本　学, 和田　匡路
<Corresponding author E-Mill:> amano.kou(at)nims.go.jp
<Abstract:> A cluster validity index (CVI) called “simplicity index” (SI) is newly proposed to enhance the accuracy of data clustering in machine learning. This index is derived to emphasize the importance of simplicity in cluster structures. The characteristics ofSI and its advantages over the known methods in the literature are discussed. SI is applied to classification of nucleotide sequences of nitrogen-fixing genes.
<Keywords:> non-hierarchical clustering, clustering validity index
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/16/5/16_2017-0062/_article/-char/ja/

[Published online Journal of Computer Chemistry, Japan Vol.16, 165-166, by J-STAGE]
<Title:> 天然ゴムの生合成過程解析
<Author(s):> 慶野　達也, 内田　希, 河原　成元, 秋山　和輝
<Corresponding author E-Mill:> tatsuya_keino(at)mst.nagaokaut.ac.jp
<Abstract:> Natural rubber is an excellent material in elasticity and abrasion resistance. However, the detailed structure of natural rubber is still unclear. We aimed to conduct conformational search and structural analysis using computational chemistry and to elucidate the biosynthetic process of natural rubber. From the calculation results, it was found that the structure is likely to have a rounded structure due to the intramolecular and intermolecular interaction that the terminal phosphate group gives to the polyisoprene moiety as a polar group, and both ends are fixed on the particle surface and become stable.
<Keywords:> Natural rubber, Molecular mechanics, CONFLEX, Molecuar dynamics, LAMMPS, Phosphate group
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/16/5/16_2017-0059/_article/-char/ja/