Simulations of particle systems at constant temperature may be used to estimate several of the system’s physical properties, and some require integration over very long time to be accurate. To achieve sufficient accuracy in finite time the choice of numerical scheme is important and we suggest to use the symplectic Euler method combined with a step in an Ornstein-Uhlenbeck process. This scheme is computationally very cheap and is often used in applications of molecular dynamics. This thesis strives to motivate the usage of the scheme due to the lack of theoretical results and comparisons to alternative methods. We conduct three numerical experiments to evaluate the scheme. The design of each experiment aims to expose weaknesses or strengths of the method. For both model problems and more realistic experiments are the results positive in favor of the method; the symplectic Euler method combined with an Ornstein- Uhlenbeck step does perform well over long times. / Simuleringar av partikelsystem vid konstant temperatur kan användas för att uppskatta flera av systemets fysiska egenskaper. Vissa klasser av egenskaper kräver integration över väldigt lång tid för att uppnå hög noggrannhet och för att uppnå detta i ändlig tid är valet av numerisk metod viktigt. Vi föreslår att använda den symplektiska Euler-metoden i kombination med ett implicit steg i en Ornstein-Uhlenbeck-process. Detta stegschema kräver låg beräkning jämfört med andra scheman och används redan i olika applikationer av molekyldynamik. Detta examensarbete eftersträvar att än mer motivera användandet av schemat, eftersom teoretiska resultat som stödjer metoder är få, och avsaknaden av tidigare liknande studier är betydlig. Vi genomför tre numeriska experiment för att pröva schemat. Under utformningen av experimenten har vi försökt att inkorporera olika fenomen som kan orsaka svårigheter för metoden för att exponera svagheter eller styrkor hos den. För båda modellproblem och för ett mer realistiskt experiment är resultaten positiva till schemats fördel; metoden att kombinera ett symplektisk Euler-steg med ett steg i Ornstein-Uhlenbeck-processen presterar bra över lång tid.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-165324 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Böjeryd, Jesper |
| Publisher | KTH, Numerisk analys, NA |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-MAT-E ; 2015:13 |
Page generated in 0.0027 seconds