下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、III. 分子模拟方法,简化计算量 (相对第一性计算而言) 着重于有限温度下体系的性质 观察物质微观运动的细节 计算机虚拟实验,联系解析理论与实体实验的桥梁,1. 简介,1.1. 分子模拟的目的,1.2. 平衡统计物理基本概念,势能面(potential energy surface):由不同构型形成的势能的集合。 系综(ensemble):系统在给定宏观条件下所有状态的集合。 两个基本假设:等几率原理与各态历经。,By Christoph Dellago,等几率原理(principle of equal weights):一个热力学体系有相同的几率访问每一个微观态(注意:不是能量的等几率!一
2、个能量一般会对应很多微观态)。由等几率原理推导得出 Boltzmann 分布:,其中配分函数(partition function),各态历经(egodicity):只要系统演化无穷长时间,总有几率历经势能面上的所有点。即在极限情况下,系综平均和时间平均是等价的。,时间平均:分子动力学模拟(Molecular Dynamics, MD),系综平均:蒙特卡罗模拟(Monte Carlo, MC),常用系综,微正则系综 (Microcanonical Ensemble): NVE 皆为常数。 正则系综 (Canonical Ensemble): NVT 皆为常数。 巨正则系综 (Grandcano
3、nical Ensemble): VT 皆为常数,粒子数不固定。 等压-等温系综 (Isobaric-Isothermal Ensemble): NPT 皆为常数。 等张力-等温系综 (Isotension-Isothermal Ensemble): 模拟盒子的形状可变。,动能,常用热力学量,温度,势能,其中 d 是空间维数,焓,可以理解为 NPT 下的有效总内能,压强,熵,其中 是系统的总微观状态数,Helmholtz 自由能,Gibbs 自由能,NPT 下的自由能,NVT 下的自由能,1.3. 模拟与采样,化学势,空间的连续性:离散模型,如伊辛(Ising)模型,连续模型,边界条件:自由、
4、刚性、周期,周期性边界条件 (Periodic Boundary Condition, PBC):模拟的盒子中的粒子与无穷多的镜像中的粒子有相互作用,从而可以用103-106个粒子模拟1023个粒子的体系。,特征长度 (characteristic length):某一特定物理量在空间的相关性的长度。原则上,模拟盒子的边长应该大于所关心的物理量的特征长度。具体操作上,可以通过变化模拟尺寸来了解有限尺度效应 (finite size effect) 的影响。,作用势的截断距离 (cutoff distance):小于模拟盒子的边长的一半以避免与同一粒子的两个镜像同时作用。有简单截断、截断平移、最小镜像法三种处理方法。,采样 (sampling):本质在于在有限时间内进行重要性采样 (importance sampling),即采样对系综平均贡献最大的瞬时量的子集。一般采用均匀时间间隔的采样。,初始构型 (Initial Configuration):尽量接近平衡态。一般需要一段初始的模拟过程以让初始构型达到平衡。在这段初始的模拟过程中不采样。需要某些参数来量化观察系统是否平衡(如液体的体积很容易平衡,
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- JJF 1111-2026调制度测量仪校准规范
- T/SDMTGM 0002-2018热成形生产线用高速双臂机械手
- T/JX 029-2024“金平湖”葡萄
- T/CCSAS 060-2025涉氢建筑物及容器泄爆设计方法
- T/CCPS 0002-2023青少年艺术素养(音乐)水平评价规范
- T/CSPSTC 141-2024海域管道水平定向钻施工技术规范
- GB/T 33897-2026生物聚酯聚羟基烷酸酯(PHA)吹塑薄膜
- AI在科学史中的应用
- PHP程序设计期末考核试题(含详细答案)
- 2026年福建省综合性评标专家库评标专家考试练习题及答案
- 2026中国眼科创新药物研发趋势及商业价值评估研究
- JJF 2463-2026烟气含湿量测量仪校准规范
- 高中高一年级信息技术“变量与程序设计综合应用-设计购买纪念品的最佳方案”教学设计
- 2026年上半年软考中级网络工程师真题及答案解析
- 2026年《艺术概论》题库及参考答案
- CSCO结直肠癌诊疗指南(2026版)
- 山东省2025年冬季普通高中学业水平合格考试物理试题
- 托管机构老师劳动合同
- Unit5WhataDeliciousMeal!SectionA1a-1d课件人教版八年级英语下册
- 2026年银行从业资格《个人贷款》真题及答案解析
- 教科版小学科学二年级上册和下册【全册】教学课件上下共两册
评论
0/150
提交评论