1。5 分子动力学方法

1。5。1 分子动力学概述

    分子动力学主要是认为原子核主要在其他原子核和电子的作用下运动，假定分子运动遵循牛顿运动定律，所以通过经典力学了解系统中分子的受力情况，求解出分子在任意时刻的速度，位置，时间等，从而确定出分子的一个大致的运动轨迹，可以做到就像实验一样对体系中发生的变化进行观察。

1。5。2 基本原理

    分子动力学模拟是一种介于实验研究和理论计算之间的方法。是一种宏观特性与微观信息的沟通桥梁，也是一种研究分子、原子系统的实用工具。

对于由N原子构成的系统中的每一个原子，它都包含牛顿定律，了解原子的初始位置、速度、坐标、成键方式以及相互间的相互作用，随机设定初始的速度，根据所选用的原子嵌入势函数描述各质点的相互作用，可以计算每个原子的位置和速度[11]。式（1）、（2）、（3）基于牛顿第二定律，描述了分子动力学背后的物理本质：

                                              （1）

式中  ， ， 分别表示第i 个原子的质量，位置，和所受的力。

系统的总能量为（包含n个原子的模拟体系）：来*自-优=尔,论:文+网www.chuibin.com

系统的总能量包括动能和势能两部分：

在某个时间步长上，通过原子的位置和速度，采用统计物理学方法，就可以得出相变过程中压强，温度等宏观性质。能够准确的描述体系中粒子的运动。分子动力学模拟它是有正确的物理依据的[18]。下面是我们为相变分子动力学模拟设计的算法流程图