分子动力学模拟知识点总结VIP专享

分子动力学模拟:对于原子核和电子组成的多体体系,求解运动方程（哈密顿,牛顿，拉格朗日),用经典和量子化方法求解粒子的运动状态。MC 方法：系综（抽样）平均法 分子动力学：时间平均一 优点：遇到的不利影响因素回避掉,从而达到实验研宄难以实现的控制条件。 核心算法：粒子的运动状态就必须把运动方程离散化，离散化的方法有经典Verlet 算法、蛙跳算法（Leap—frog)、速度 Veriet 算法、Gear 预估—校正法等.缺点：元胞体积和形状不变，不含有自由电子，对金属体系计算不理想.注意：一般而言，MD 模拟时间足够长,初始条件不会影响计算结果，但是会加大构型平衡的计算时间。二 步骤：1. 选取所要讨论的系统并建立适当的模拟模型.2. 设定区域的边界条件，选取粒子间相互作用势模型；要注意观察 PBC 边界条件的使用，以及计算格子和建模的晶格子之间的关系。体系是单胞沿不同方向重复叠合而组成。但模拟时只保留基本单元，由平移对称矩阵计算得到其他原子的空间坐标。 最小近邻的截断半径。3. 设定系统所有粒子的初始位置和初始速度；4. 计算粒子间相互作用力和势能，以及各个粒子的位置和速度；最好与实际模型相符，以减少达到平衡的时间。 势场参数调整，最小近邻的截断半径。对势:LJ 势（惰性气体，过渡金属，柔韧材料)，Born—lande 势（离子晶体）， Morse 势， Johnson 势（金属）进展到三体势 ,缺点是导致Cauchy 关系，即不能描述晶体的弹性性质。多体势:80 年代以后，EAM 势等(晶体对势+核嵌入电子云嵌入能）,多用于金属.5. 待体系达到平衡后，构型积分获得体系的宏观性质。选取合适的系综，控制温度和压力的变化。控温方法:三．流程图.四 进展1. 开发通用性强，功能强的势能模型2. 多层次的讨论：量子计算+分子模拟+介观模拟 CPMD3. 体系分割：不同部分使用不同算法分子动力学模拟分析工具：1. 相空间变化（核心） 径向分布函数2. 扩散系数:实验很难3. 分子结晶态，构象（二级结构）讨论4. 能量，熵,晗变化 5. 静电势的分布6. 相变机制 结晶，玻璃化转变7. 输运性质进展史