体系分子遵从牛顿第二定律: Ft = miai(th (1) 式中Ft为粒子 i 受到的力,mi为粒子 i 的质量,ai(th为粒子的加速度文献综述
分子 i 所受到的力Ft是势能函数对坐标ri的一阶函数,即:
&u
Ft =t &r
其中 u 为势能函数。因此对于 N 个粒子的体系的每个粒子则有:
(2)
&ri &u
mi &t = F¯˙ =t &r + ...... (3)
r¯˙(th = r¯˙(th
因此,我们可得每一步长上的原子位置及速度,从而描绘出原子的轨迹,分析原子
运动规律。
2.2 分子动力学模拟的系综
平衡态分子动力学模拟是在一定条件下的系综下进行的。系综是一种用统计的方法 在描述热力学系统的统计规律性时所引入的一个基本的概念。我们经常用到的平衡系综 是 NVT(正则系综)或 NPT(等温等压系综)系综,牵涉到控温压力的集中技术,介绍 如下:
2.2.1 控温方法
(1)速度标定
(2) Berendsen 恒温槽方法
(3) Nose-Hoover 方法来.自/优尔论|文-网www.youerw.com/
Nose-Hoover 控温方法是根据统计力学而提出的一种控温方法,当恒温槽与系统发生 热交换时,在系统中粒子出现的几率遵从统计力学的规律,因此这是一种真实而有效的 物理效应。
在经典分子动力学方法中的控温方法中,速度标定是一种比较常见的方法,也是一 种非真实的物理效应,但是这种方法可以系统很快达到平衡。Berendsen 恒温槽方法是通 过恒温槽和系统进行热交换来控制温度,此方法的优点在于操作非常简单,应用起来非 常方便。