Dynamic Monte Carlo method とは

化学において、動的モンテカルロ(DMC)は、個々のステップの速度を乱数と比較することによって、分子の動的挙動をモデル化するためのモンテカルロ法である。 Kinetic Monte Carloと本質的に同じです。平衡状態でシステムを研究するために用いられているメトロポリスモンテカルロ法とは異なり、DMC法は、反応、拡散などの非平衡系を調べるために使用される(Meng and Weinberg 1994)。この方法は主に表面上の吸着物の挙動を分析するために適用される。 DMC法は動力学的モンテカルロ法と非常によく似ています。
第1反応法(FRM)およびランダム選択法(RSM)を含む、DMCシミュレーションを実施するためのいくつかの周知の方法がある。 FRMとRSMは与えられたモデルから同じ結果を出しますが、コンピュータリソースは適用されるシステムによって異なります。
FRMでは、イベントリスト上の時間が最小である反応が進められる。イベントリストには、すべての可能な反応の暫定時間が格納されています。 1つのイベントが選択されると、システム時間が反応時間に進み、イベントリストが再計算されます。この方法は、反応が常に1つの事象で起こるので、計算時間において効率的である。一方、イベントリストのために多くのコンピュータメモリを消費します。したがって、大規模なシステムに適用することは困難です。
RSMは、遷移確率を乱数と比較することによって、選択された分子の反応が進行するか否かを決定する。この方法では、反応が必ずしも1つの事象で進行するとは限らないので、FRMよりもかなり多くの計算時間を必要とする。ただし、イベントリストを使用しないため、この方法ではコンピュータのメモリが節約されます。この方法で大規模なシステムを計算することができます。