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《分子动力学》ppt课件

●分子动力学简介

●分子动力学的基本原理

●分子动力学模拟方法

●分子动力学模拟软件

●分子动力学模拟的应用实例

它基于经典力学原理，采用数值方法

求解分子体系的运动方程，模拟分子的运动轨迹和相互作用，从而得到体系的宏观性质和微观结构信息。

分子动力学是一门研究物质微观结构

和性质的科学，通过模拟分子体系在不同条件下的动态行为，揭示物质的内在性质和变化规律。

分子动力学的定义

分子动力学的发展历程

生物学

研究生物大分子的结构和功能，

以及蛋白质、核酸等生物大分

子的动态行为。

材料科学

研究材料的力学、热学、电学

等性质，以及材料的微观结构

和性能之间的关系。

药物设计

预测药物与靶点之间的相互作

用和结合模式，以及药物的疗

效和副作用。

化学

研究化学反应的机理和过程，

以及化学键的性质和变化规律。

分子动力学模拟的应用领域

分子动力学的基本原理

牛顿运动定律

总结词

描述物体运动规律的基本定律

详细描述

牛顿运动定律是描述物体运动规律的基本定律，包括惯性定律、动量守恒定律

和牛顿第二定律。在分子动力学中，这些定律用于模拟分子的运动和相互作用。

分子势能模型

总结词

描述分子间相互作用的势能函数

详细描述

分子势能模型是描述分子间相互作用的势能函数，它决定了分子间的吸引和排斥

力。在分子动力学模拟中，选择合适的势能模型对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。

详细描述

分子动力学模拟的步骤包括建立势能模型、设置初始条件、进行积分运算和结果分析。通过这些步骤，可以模拟

分子的运动轨迹和系统的动态行为，从而深入了解物质的微观结构和性质。

总结词

模拟分子运动的计算过程

分子动力学模拟的步骤

分子动力学模拟方法

基本原理

基于牛顿运动方程，模拟分子

体系的运动轨迹，通过长时间

积分获得统计性质。

适用范围

适用于稀薄气体和液体，以及中等浓度的凝聚态物质。

Tegnwor

Where

Wh

缺点

对计算资源要求较高，模拟时

间长。

经典分子动力学模拟

优点

能准确模拟分子的微观运动，

提供丰富的动力学信息。

Success

Target

Sclutiom

▲

适用于模拟复杂的流体和软物质。

朗格茂分子动力学模拟

适用范围

适用范围

适用于模拟复杂流体和多相流。

缺点

对边界条件和模型参数敏感，可能忽略某些微观细节。

基本原理

将流体视为离散的粒子，通过格子玻尔兹曼方程描述粒子的分布和运动。

优点

计算效率高，适合处理大规模流体模拟。

格子玻尔兹曼方法

分子动力学模拟软件

04

LAMMPS广泛应用于材料科

学、化学、生物学等领域，

可用于研究物质的微观结构

和性质，以及预测材料的性

能和行为。

LAMMPS(Large-scale

Atomic/MolecularMassively

ParallelSimulator)是一款大

规模原子/分子并行模拟器，

适用于模拟大规模系统的动

力学行为。

LAMMPS具有高效、灵活和

可扩展性强的特点，支持多

种力场和力场参数，适用于

模拟不同类型材料的结构和

动力学性质。

LAMMPS支持多种并行计算

模式，包括CPU和GPU加速，

能够在大规模集群上进行高

效计算。

LAMMPS

010203

⑤

GROMACS具有高效、稳定和易用的特点，支持多种力场和溶剂模型，适用于模拟蛋白质、核酸等生物大分子的结构和动力学性质。

GROMACS广泛应用于生物化学领域，可用于研究生物大分子的结构和功能，以及预测药物与靶点的相互作用。

GROMACS(GroningenMachine

forChemicalSimulations)是一款专门为生物化学领域设计的分子动力学模拟软件。

GROMACS支持多种并行计算模式，包括CPU和GPU加速，能够在大规模集群上进行高效计算。

GROMACS

NAMD具有高效、精确和易用

的特点，支持多种力场和溶剂模型，适用于模拟生物分子、高分子聚合物和纳米材料的结

构和动力学性质。

NAMD广泛应用于生物医学、

材料科学和化学等领域，可用于研究物质的微观结构和性质，以及预测材料的性能和行为。

NAMD支持多种并行计算模式，

包括CPU和GPU加速，能够在大规模集群上进行高效计算。

NAMD(NanoscaleMolecular

Dynamics)是一款用于模拟纳米尺度分子动力学的软件。

NAMD

总结词

研