週期性邊界條件

週期性邊界條件 ( PBCs ) 是分子模擬與數學模型中的常用近似方法之一 ， 其思想是用一個稱爲元胞的週期性盒子來描述宏觀的體系 。 在一個元胞周圍有緊密堆積的完全相同的元胞 。 例如在二維體系中 ， 一個方形元胞四周有相同的元胞 ， 若一個粒子從右邊邊界穿出 ， 操作上左邊邊界對應位置有相同粒子進入 ， 由此保證了元胞中粒子數目即物理量如動量與能量的守恆 。 儘管計算機的計算能力發展迅速 ， 但用其模擬阿佛加德羅常數數量級的粒子仍然是不現實的 。 當今計算機能模擬數百萬乃至千萬個粒子的體系 ， 要用這有限個粒子反映宏觀相的熱力學性質 ， 只能藉助於週期性邊界來實現 ， 使用有限個粒子的體系近似地描述宏觀體系 。 分子動力學模擬中 ， 常使用PBC描述氣體 、 液體 、 溶液及晶態的行爲 。