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¿Para qué problemas se pueden resolver las simulaciones de dinámica molecular?

La dinámica molecular se puede utilizar para el cálculo de NPT, NVE, NVT y otros conjuntos. Es un método de cálculo termodinámico basado en el determinismo de la mecánica newtoniana y puede usarse ampliamente en física, química, biología. materiales, medicina y otros campos.

En la actualidad, debido a las limitaciones del rendimiento de la computadora, el tamaño calculable aún es muy pequeño. Generalmente, el número de partículas calculadas no excederá los 5 dígitos, y el tamaño calculado. El tamaño es generalmente de solo decenas de nanómetros o incluso mayor.

Determinar la configuración inicial

El primer paso para realizar una simulación de dinámica molecular es determinar la configuración inicial con menor. La energía se utiliza para la simulación molecular. Básicamente, la configuración inicial de una molécula general proviene principalmente de datos experimentales o cálculos químicos cuánticos. Después de determinar la configuración inicial, se debe asignar la velocidad de cada átomo que constituye la molécula. en la distribución de Boltzmann Debido a la velocidad La distribución se ajusta a la estadística de Boltzmann, por lo que en esta etapa, la temperatura del sistema es constante. Además, después de generar aleatoriamente la velocidad de movimiento de cada átomo, se debe ajustar para que la suma. del momento general del sistema en todas las direcciones es cero. Esto es para asegurar que el sistema no tenga desplazamiento traslacional.

Entran en la fase de equilibrio

Las moléculas determinadas en el paso anterior. forman la fase de equilibrio Al construir la fase de equilibrio, se agregarán parámetros como la configuración y la temperatura.

Ingrese a la fase de producción

Después de ingresar a la fase de producción, las moléculas en. el sistema y los átomos de las moléculas comienzan a moverse según la velocidad inicial. Es concebible que durante este proceso se produzca atracción, repulsión e incluso colisión. En este momento, la trayectoria de cada partícula se calcula basándose en la mecánica newtoniana. potencial de interacción predeterminado entre partículas. En este proceso, la energía total del sistema permanece sin cambios, pero la energía potencial interna y la energía cinética de las moléculas se convierten constantemente entre sí, de modo que la temperatura del sistema también cambia constantemente. Durante todo el proceso, el sistema atravesará varios puntos de la superficie de energía potencial (teóricamente, si el tiempo de simulación es infinito, las muestras utilizadas para el cálculo y análisis se extraen de este proceso.

Resultados del cálculo Uso). cada estado del sistema muestreado para calcular la energía potencial del sistema en ese momento y luego calcular la integral de configuración.