分子建模与模拟导论ppt课件

1、课程主页：power.itp.ac/wangyt/class/fall_09/md.htm八次日常作业，一个期末上机作业日常作业：10% 期中口试：20% 期末作业：70%预修课程：预修课程：1四大力学；四大力学；2Linux/Unix 操作系统环境及命令；操作系统环境及命令；3C/C+ 编编程言语；程言语；4数值计算根本知识。数值计算根本知识。课本：课本：1Frank Jensen “Introduction to Computational Chemistry (1st Ed.) John Wiley & Sons Ltd. 2019.2Daan Frenkel and Beren

2、d Smit “Understanding Molecular Simulation From Algorithms to Applications (2nd Ed.) Academic Press, 2019.参考书目：参考书目：1) MPAllen and D. J. Tildesley “Computer Simulation of Liquids Oxford Science Publications, 1987.2) David Chandler “Introduction to Modern Statistical Mechanics Oxford University Press

3、, 1987.3) Syed Mansoor Sarwar, Robert Koretsky, Syed Aqeel Sarwar “Unix The Text Book (2nd Ed.) Pearson Education, 2019.I 第一性计算第一性计算 1 电子构造方法电子构造方法 2 密度泛函实际密度泛函实际 3 运用举例运用举例II 分子建模分子建模 1 通用分子建模方法通用分子建模方法 2 Lennard-Jones 势势 3 金属体系力场金属体系力场 4 化学体系力场化学体系力场 5 粗粒化方法粗粒化方法III 分子模拟方法分子模拟方法 1 系综与边境条件系综与边境条件 2

4、 蒙特卡罗方法蒙特卡罗方法 3 分子动力学方法分子动力学方法 4 高级技术高级技术 5 数据分析方法数据分析方法IV 优化技术优化技术 1 寻觅部分最小值寻觅部分最小值 2 寻觅全局最小值寻觅全局最小值 3 寻觅反响途径寻觅反响途径实践资料分子体系及其笼统模型解多体薛定谔方程：H(r) = E (r)方程中包含一切原子核和电子的哈密顿量和波函数 原子间相互作用由主要由电子决议 计算系统最低能量构型，原子光谱等 计算化学反响势垒，速率等 Gaussian 软件包One-unit Kapton解多体薛定谔方程：H(r) = E (r)用电子密度替代电子坐标，从而大大减少计算自在度 适于进展较大体系

5、的计算 VASP 软件包A. S. Barnard, X. M. Lin, L. A. Curtiss J. Phys. Chem. B 109, 24465 (2019). 以原子为质点，原子间作用为阅历势 通用方法：给定原子间作用力函数方式，从实验数据或第一性计算数据拟合参数 Lennard-Jones 势：惰性气体氩原子之间的相互作用，wikipedia 金属体系力场：多体作用 化学体系力场：成键作用，静电作用和范德华力作用 粗粒化：多个原子组合成一个粗粒化点Y. Wang, G. A. Voth to be submitted. iijijjttFFr iiittmFa 1iiittt

6、tvva 11iiittttrrv Empirical force fields are determined by fitting experimental results or data from first principles calculations Quality of empirical force fields has big influence on simulation results Capable of simulating up to millions of atoms (parallel computing) ijF Solving Newtons Equations of M/intro_simulation/node25.html 只计算势能，不用计算力 基于 Boltzmann 分布，只能模拟平衡态体系 模拟步长可以很大 总能运用规范方法找到部分最小值 寻觅全局最小值具有很大的挑战性cr