分子動(dòng)力學(xué)簡介

1、分子間的作用模型牛頓力學(xué)量子力學(xué)統(tǒng)計(jì)力學(xué)等與自然界相比的準(zhǔn)確程度時(shí)間（秒）10-910-710-510-310-1510-910-610-31電子模擬（量化計(jì)算，DFT）分子模擬（分子動(dòng)力學(xué)，蒙特卡洛）顆粒方法流體力學(xué)原子結(jié)構(gòu)薛定諤方程模擬電子云能量性質(zhì)，化學(xué)鍵等信息分子體系（幾百幾億）求解牛頓運(yùn)動(dòng)方程宏觀性質(zhì)2021attVmaFEF電子原子核原子量子級(jí)別模擬分子級(jí)別模擬CG級(jí)別模擬分子動(dòng)力學(xué)的核心：牛頓運(yùn)動(dòng)方程勢能（位能）模型：( )( )U rf r=2021attVmaFEFrEr例：甲烷，某些惰性氣體質(zhì)點(diǎn)處理Er方阱模型Er階梯模型鍵的振動(dòng)鍵角扭矩分子內(nèi)部各原子（基團(tuán)）之間的范德華力

2、、靜電力一般要計(jì)算1-4（相隔超過兩個(gè)鍵的原子或基團(tuán)對(duì)）15432qqq分子之間的范德華力分子之間的靜電力CCCHHHHHHHH20()1exp() eu lDa ll=-能量阱深參數(shù)鍵長平衡鍵長參數(shù)20()()2ku lll=-鍵長平衡鍵長參數(shù)20()()2ku lqq=-鍵角平衡鍵角參數(shù)0( ) 1cos()2NnnVunwwg=+-扭矩障礙參數(shù)扭動(dòng)360度所經(jīng)過的能量最低點(diǎn)的次數(shù)Lennard-Jones模型Ur121266)()(rSCrSCEababABAB1()2A BABsx ss=+A BABez e e=通常都取1分子A的點(diǎn)電荷總數(shù)分子B的點(diǎn)電荷總數(shù)ijijjirqqE321

3、4342121計(jì)算周期邊界條件下兩個(gè)微粒之間的作用宏觀體系微觀體系主盒影子影子影子BAC( , , )( , )( , )( , )U A B CU A BU A CU B C+初始化能量優(yōu)化平衡數(shù)據(jù)產(chǎn)出避免局部分子重疊，并不是動(dòng)力學(xué)模擬讀入模型參數(shù)，模擬控制參數(shù)21/2(3)NiicBimKNNk T=-p p體系總動(dòng)能和體系溫度的關(guān)系原子總數(shù)體系總的約束條件數(shù)自由度模擬開始時(shí)，體系中各微粒的初始速度也是可以根據(jù)這個(gè)關(guān)系計(jì)算微粒 i 的動(dòng)量微粒 i 的質(zhì)量BPVN k TW=+壓力與分子間的作用勢能的關(guān)系理想氣體分子間的作用造成的剩余壓力擴(kuò)散系數(shù)二元徑向分布函數(shù)2( )()NNijij iVg rNd=-邋rrrr1( )(0)6iiDtt=-rrrrxtx通過斜率求取D實(shí)際位置，不是PBC后的位置 熱量交換控制體積活塞或者需要1小時(shí)需要1/2小時(shí)完美的并行效率N=20n=15n=610n=1620n=11151201481291961613155271741131018實(shí)際情況N=201201481291961613155271741131018/Research/namd/http:/am