分子動力學法是一種計算機模擬實驗方法,該技術不僅可以得到原子的運動軌跡,還可以觀察到原子運動過程中各種微觀細節,是對理論計算和實驗的有力補充,廣泛應用于材料科學、生物物理和藥物設計等。在材料科學中,利用分子動力學法模擬計算可以表征材料的宏觀特征和基本運動規律,從而對研究材料的性能和特點起到關鍵性的參考依據。
分子動力學模擬法計算材料的微觀結構
現目前在材料微觀結構的研究中,因實驗條件有限,導致還提供不到很多重要的微觀結構所需的重要信息。隨著計算機科學的技術迅速發展,模擬計算日益凸顯。分子動力學以其不帶近似、跟蹤粒子軌跡、模擬結果準確而倍受研究者的關注,在物理、化學、材料、摩擦學等學科及納米機械加工中得到廣泛而成功的應用。雖然計算機模擬不能完全取代實驗,但可以用來指導實驗的進行,從而促進理論和實踐的發展,對這一領域可以深度挖掘。
分子動力學模擬法計算材料的性質
分子動力學模擬是從經典力學出發,把系統看成為微觀粒子的集合,通過研究微觀狀態下的粒子在不同系綜的運動方程,計算體系的構型積分,并以構型積分的結果為基礎進一步計算體系的熱力學量,從而得到體系的宏觀特征和基本運動規律。由于分子動力學模擬是基于原子間相互作用勢,因此它運用非常靈活,可以應用在多種不同體系中。
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