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分子动力学模拟的理论与实践


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分子动力学模拟的理论与实践
  • 书号:9787030373595
    作者:严六明,朱素华
  • 外文书名:
  • 装帧:平装
    开本:B5
  • 页数:248
    字数:312000
    语种:zh-Hans
  • 出版社:科学出版社
    出版时间:2024-01-01
  • 所属分类:O31 理论力学(一般力学)
  • 定价: ¥85.00元
    售价: ¥67.15元
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分子动力学模拟是近年来飞速发展的一种分子模拟方法,它以经典力学,量子力学,统计力学为基础,利用计算机数值求解分子体系运动方程的方法,模拟研究分子体系的结构与性质。作为继实验和理论两种研究方法之后,研究分子体系结构与性质的第三种科学研究方法,分子动力学模拟已经被广泛应用于化学化工,材料科学与工程,物理﹑生物医药等科学和技术领域,起到越来越重要的作用。
全书共11章;第1章为绪言;第2~4章为分子的经典力学模型,包括分子的物理模型、分子间相互作用以及常用分子力场;第5~8章为经典分子动力学模拟与第一性原理分子动力学模拟的基本原理与方法,包括分子体系的运动方程及其数值解,分子动力学模拟的技巧,MD模拟的统计力学基础、第一性原理分子动力学模拟;第9章和第10章分别为分子动力学模拟的应用、分子力场的构建与MD模拟的应用实例;第11章为与MD模拟有关的其他分子模拟方法。
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    前言
    第1章 1
    1.1分子动力学模拟的发展历史 1
    1.2 MD模拟的应用与意义 6
    1.3 MD模拟的发展趋势 6
    第2章分子的物理模型 13
    2.1分子的物理模型在化学中的作用 13
    2.2原子、分子的几何模型 15
    2.3分子的经典力学模型 19
    2.4分子的量子力学模型 29
    第3章分子间相互作用 30
    3.1分子间相互作用与势函数 30
    3.2分子间特殊势函数 32
    3.3分子间相互作用的起源 34
    3.4氢键相互作用 39
    3.5常用分子间相互作用势函数 40
    3.6无机巨分子物质的势函数 43
    3.7 金属势 45
    3.8近程相互作用和长程相互作用 46
    第4章 常用分子力场 48
    4.1 水分子力场 48
    4.2 分子力场的种类 58
    4.3MMn 系列分子力场 60
    4.4全原子分子力场 66
    4.5联合原子分子力场 70
    4.6量子化学分子力场 76
    4.7 通用力场 80
    第5章分子体系的运动方程及其数值解 83
    5.1分子体系的运动方程(牛顿第二定律) 83
    5.2分子体系的运动方程(哈密顿运动方程) 83
    5.3常微分方程的数值解 85
    5.4分子体系运动方程的求解思路 87
    5.5分子体系运动方程的数值解 88
    5.6刚体运动方程的解 90
    5.7约束动力学 94
    第6章分子动力学模拟的技巧 96
    6.1周期性边界条件 96
    6.2势函数的计算技巧 99
    6.3长程力的计算 104
    6.4温度和压力控制技术 106
    第7章MD模拟的统计力学基础 111
    7.1热力学的基本概念 111
    7.2统计系综和可实现状态 115
    7.3各态历经假设与MD模拟 116
    7.4体系可实现状态数的估计 118
    7.5统计系综的概率分布 118
    7.6非Hamilton体系的统计理论 121
    7.7演化算符与差分格式 127
    第8章第一性原理分子动力学模拟 135
    8.1经典MD模拟的局限性 135
    8.2 BOMD和CPMD模拟方法 135
    8.3 平面波基函数 142
    8.4 赝势 147
    8.5 PIMD 模拟 152
    8.6质子在甲醇分子和水分子之间迁移过程的AIMD模拟 152
    第9章分子动力学模拟的应用 157
    9.1 MD模拟的计算机软硬件 157
    9.2模拟体系分子模型的建立 160
    9.3 MD模拟的初始条件 163
    9.4 MD模拟技术参数的确定 164
    9.5 MD模拟的过程 164
    9.6 MD模拟结果的处理 165
    第10章分子力场的构建与MD模拟的应用实例 178
    10.1聚炔分子力场的构建 178
    10.2锂离子电池电解液的MD模拟 182
    第11章与MD模拟有关的其他分子模拟方法 199
    11.1非平衡分子动力学模拟 199
    11.2 Brown动力学模拟 207
    11.3耗散粒子动力学 217
    11.4 MonteCarlo 模拟 223
    参考文献 233
    附录术语约定 242
    索引 244
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