分子動力學模擬是近年來飛速發展的一種分子模擬方法，它以經典力學、量子力學、統計力學為基礎，利用計算機數值求解分子體系運動方程的方法，模擬研究分子體系的結構與性質。作為繼實驗和理論兩種研究方法之后，研究分子體系結構與性質的第三種科學研究方法，分子動力學模擬已經被廣泛應用于化學化工、材料科學與工程、物理、生物醫藥等科學和技術領域，起到越來越重要的作用。
全書共11章：第1章為緒言；第2～4章為分子的經典力學模型，包括分子的物理模型、分子間相互作用以及常用分子力場；第5～8章為經典分子動力學模擬與第一性原理分子動力學模擬的基本原理與方法，包括分子體系的運動方程及其數值解、分子動力學模擬的技巧、MD模擬的統計力學基礎、第一性原理分子動力學模擬；第9章和第10章分別為分子動力學模擬的應用、分子力場的構建與MD模擬的應用實例；第11章為與MD模擬有關的其他分子模擬方法。
本書可作為化學化工、材料科學與工程、物理、生物醫藥等有關專業領域的高校教師、科研人員的參考書和研究生教材。
序
前言
第1章 緒言
1.1 分子動力學模擬的發展歷史
1.2 MD模擬的應用與意義
1.3 MD模擬的發展趨勢
第2章 分子的物理模型
2.1 分子的物理模型在化學中的作用
2.2 原子、分子的幾何模型
2.3 分子的經典力學模型
2.4 分子的量子力學模型
第3章 分子間相互作用
3.1 分子間相互作用與勢函數
3.2 分子間特殊勢函數
3.3 分子間相互作用的起源 序
前言
第1章 緒言
1.1 分子動力學模擬的發展歷史
1.2 MD模擬的應用與意義
1.3 MD模擬的發展趨勢
第2章 分子的物理模型
2.1 分子的物理模型在化學中的作用
2.2 原子、分子的幾何模型
2.3 分子的經典力學模型
2.4 分子的量子力學模型
第3章 分子間相互作用
3.1 分子間相互作用與勢函數
3.2 分子間特殊勢函數
3.3 分子間相互作用的起源
3.4 氫鍵相互作用
3.5 常用分子間相互作用勢函數
3.6 無機巨分子物質的勢函數
3.7 金屬勢
3.8 近程相互作用和長程相互作用
第4章 常用分子力場
4.1 水分子力場
4.2 分子力場的種類
4.3 MMn系列分子力場
4.4 全原子分子力場
4.5 聯合原子分子力場
4.6 量子化學分子力場
4.7 通用力場
第5章 分子體系的運動方程及其數值解
5.1 分子體系的運動方程(牛頓第二定律)
5.2 分子體系的運動方程(哈密頓運動方程)
5.3 常微分方程的數值解
5.4 分子體系運動方程的求解思路
5.5 分子體系運動方程的數值解
5.6 剛體運動方程的解
5.7 約束動力學
第6章 分子動力學模擬的技巧
6.1 周期性邊界條件
6.2 勢函數的計算技巧
6.3 長程力的計算
6.4 溫度和壓力控制技術
第7章 MD模擬的統計力學基礎
7.1 熱力學的基本概念
7.2 統計系綜和可實現狀態
7.3 各態歷經假設與MD模擬
7.4 體系可實現狀態數的估計
7.5 統計系綜的概率分布
7.6 非Hamilton體系的統計理論
7.7 演化算符與差分格式
第8章 第一性原理分子動力學模擬
8.1 經典MD模擬的局限性
8.2 BOMD和CPMD模擬方法
8.3 平面波基函數
8.4 贗勢
8.5 PIMD模擬
8.6 質子在甲醇分子和水分子之間遷移過程的AIMD模擬
第9章 分子動力學模擬的應用
9.1 MD模擬的計算機軟硬件
9.2 模擬體系分子模型的建立
9.3 MD模擬的初始條件
9.4 MD模擬技術參數的確定
9.5 MD模擬的過程
9.6 MD模擬結果的處理
第10章 分子力場的構建與MD模擬的應用實例
10.1 聚炔分子力場的構建
10.2 鋰離子電池電解液的MD模擬
第11章 與MD模擬有關的其他分子模擬方法
11.1 非平衡分子動力學模擬
11.3 耗散粒子動力學
11.4 Monte Carlo模擬
參考文獻
附錄 術語約定
索引
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