分子动力学简介　什么是分子模拟　什么是分子模拟分子模拟是在分子模型的基础上用计算机做实验,“计算机实验”通过模拟微观粒子的运动来计算宏观性质　温度压力黏度传递性质表面张力....化学反应　分子间的作用模型　牛顿力学量子力学统计力学等　分子模拟的大致分类　与自然界相比的准确程度　时间(秒)　10-9　10-7　10-5　10-3　10-15　10-9　10-6　10-3　1　电子模拟(量化计算,DFT)　分子模拟(分子动力学,蒙特卡洛)　颗粒方法　流体力学　量子力学模拟:ab　initio　原子结构　薛定谔方程　模拟电子云　能量性质,化学键等信息　量子化学计算一般处理几个到几十个原子常见软件:GAUSSIAN,NWCHEM等　密度泛函(DFT)可以算到上百个原子常见软件:VASP　分子级别的模拟　分子水平的模拟以分子的运动为主要模拟对象采用经验性的分子间作用函数模拟微粒之间的作用一般情况下不考虑电子转移效应,因而不能准确模拟化学成键作用发展最早1950s,Alder,劳伦斯利物默实验室,分子动力学模拟32个原子1950s,Metropolis,洛斯阿洛莫斯实验室,蒙特卡洛模拟32个原子　分子级别的模拟应用的领域很广广泛应用于化学,物理,生物,化工,材料,机械,治药等领域简单易学　蒙特卡洛方法　蒙特卡洛是一种优化方法通过蒙特卡洛算法来寻求能量最优点随机方法通过系综平均来求取宏观性质模拟的是平衡状态,不涉及时间效应(KMC除外)优点是可以跨越时间因素,缺点是得不到有关时间信息的性质　分子动力学　可以模拟平衡状态,也可以模拟中间状态可以获得有关时间的信息受时间的限制,无法模拟缓慢过程　分子体系(几百~几亿)　求解牛顿运动方程　宏观性质　CPMD:考虑量子效应的分子动力学　同时考虑原子核的运动(牛顿力学)和电子的运动(量子力学)能同时准确模拟物理作用和化学键作用目前来说CPMD可以处理的体系还很小(几十个原子)　颗粒方法(Coarse　Grain)　将分子基团(几个或者几十上百个原子)当成单个的微粒来处理微粒之间的作用也是通过类似于分子动力学的未能函数来描述可以模拟更长的时间跨度　电子　原子核　原子　量子级别模拟　分子级别模拟　CG级别模拟　势能模型　分子动力学对势能函数的依赖性:所有从分子动力学计算出来得到的宏观性质最终都取决于势能模型　分子动力学的核心:牛顿运动方程　势能