基于LAMMPS的分子动力学模拟

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分子动力学(MD)是基于经典力学的一种计算方法,主要依据分子的力场来计算分子的各种特性。分子动力学模拟是近年来飞速发展的一种分子模拟方法,已经被广泛应用在化学化工、物理、生物医药等科学和技术领域。此方法常用来研究不能用解析方法来解决的复合体系的微观属性和力学性质,是理论与实验之间的桥梁。本文即用MD模拟来探究甲烷与聚合物的微观特性,具体内容如下:第一部分内容:使用LAMMPS软件,利用分子动力学模拟技术对甲烷在NVT系综下进行研究。将所得径向分布函数、均方位移、速度自相关函数及扩散系数等微观特性与实验结果和其他研究者的数值结果进行对比,并对结果进行分析。模拟结果表明,我们的结果与实验结果高度一致,MD模拟可以很好的预测甲烷的径向分布函数和扩散系数等微观性质。研究结果让我们对甲烷的微观属性有了进一步的认识。第二部分内容:我们对具有相同化学结构的一种星型聚合物(star polymer)进行分子动力学模拟。在模拟过程中,star polymer的每个分子被视为单个粗粒化(CG)粒子并针对它的三种情形在NVT系综下进行模拟,从而得到粗粒化作用下的微观轨迹,与现有的文献进行对照得到很好的结果,并对三种情形分别进行数据分析。研究结果表明star polymer在粗粒化下的模拟是可行的。
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