耗散粒子動力學

耗散粒子動力學 （ Dissipative particle dynamics ， DPD ） 是一種的分子模擬算法 ， 用於模擬複雜流體的行爲 。 DPD方法首先由Hoogerbrugge和Koelman於1992年提出 ， 用於解決格狀自動機方法與實際的差異和分子動力學 （ MD ） 所無法解決的介觀的時間與空間尺度上的流體問題 。 之後被Espanol改寫 ， 使其符合熱平衡狀態的條件 。 此後 ， 一些列擴展的和經過優化的的DPD算法被提出 。 DPD是一種非格子模型的方法 ， 模擬粒子在連續的空間和間斷的時間中運動 。 DPD方法中單個粒子代表整個分子或包含多個分子 ， 或高分子的一個片段的流體區域 ， 而不是單個原子 ， 並且不考慮原子的行爲細節 ， 認爲其與過程無關 。 粒子自身的自由度被整合 ， 粒子間的受力由一對保守力 、 耗散力與隨機力表示 ， 並以此保證動量守恆與正確的流體動力學行爲 。 這些近似的結果使得DPD方法能模擬更大空間和時間尺度的系統 。 與全原子模擬相比 ， DPD方法雖然不能提供原子尺度的描述 ， 但其因爲把數個溶劑分子 “ 捆綁 ” 成一個DPD粒子的處理 ， 使得粒子間有有效的摩擦相互作用和漲落 ， 反而能得到較爲準確的流體動力學性質 。 DPD方法與傳統的MD模擬方法相比 ， 主要優勢在於可實現更大時間與空間尺度的模擬計算 。 100 nm尺寸的聚合物流體在幾十微秒時間尺度的模擬現已普遍使用 。