分子动力学模拟可以用来解决哪些问题

分子动力学模拟可以用来解决哪些问题

分子动力学可以用于NPT,NVE,NVT等系综的计算,是一种基于牛顿力学确定论的热力学计算方法,可以广泛应用于物理,化学,生物,材料,医学等各个领域.
目前由于计算机性能的限制,其可计算的尺寸还很小,一般计算的粒子数会不会超过5位数,计算的尺寸一般只有几十纳米甚至更小
确定起始构型
进行分子动力学模拟的第一步是确定起始构型,一个能量较低的起始构型是进行分子模拟的基础 ,一般分子的起始构型主要来自实验数据或量子化学计算.在确定起始构型之后要赋予构成分子的各个原子速度,这一速度是根据玻尔兹曼分布随机生成的,由于速度的分布符合玻尔兹曼统计,因此在这个阶段,体系的温度是恒定的.另外,在随机生成各个原子的运动速度之后须进行调整,使得体系总体在各个方向上的动量之和为零,即保证体系没有平动位移.
进入平衡相
由上一步确定的分子组建平衡相,在构建平衡相的时候会对构型、温度等参数加以监控.
进入生产相
进入生产相之后体系中的分子和分子中的原子开始根据初始速度运动,可以想象其间会发生吸引、排斥乃至碰撞,这时就根据牛顿力学和预先给定的粒子间相互作用势来对各个粒子的运动轨迹进行计算,在这个过程中,体系总能量不变,但分子内部势能和动能不断相互转化,从而体系的温度也不断变化,在整个过程中,体系会遍历势能面上的各个点（理论上,如果模拟时间无限）.计算分析所用样本正是从这个过程中抽取的.
计算结果用抽样所得体系的各个状态计算当时体系的势能,进而计算构型积分.

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