在分子动力学模拟中，分子体系内的原子被赋予初始位置和速度，然后根据它们之间的相互作用力(这些力可以基于经验势函数或更复杂的量子力学计算)，计算出每个原子的加速度。通过数值积分方法(如Verlet算法或其变种)，逐步推进时间，可以计算出原子在下一时刻的位置和速度，这样就可以模拟出整个体系随时间的演化过程。常用的...
常用的分子动力学模拟软件包括LAMMPS、AMBER、GROMACS、OpenMM和CHARMM等,这些软件提供了不同的算法和力场,以适应不同类型的模拟需求。 分子动力学模拟的发展历史可以追溯到20世纪50年代早期,从最初的刚性球模型到现代复杂的多原子分子体系,力场和数值求解方法不断进步,使得模拟的准确性和效率得到了显著提升。随着计算能力...
其实,简单来说,分子动力学模拟是一种基于牛顿运动定律的分子模拟方法,用于计算分子体系与时间相关的性质。MD模拟可以依据当前分子体系的位置、速度和动能等信息,推测该体系未来的位置、速度和动能,从而揭示分子运动的客观规律。与单点能和分子构型优化不同,MD模拟需要考虑热运动,分子可包含足够的热能来穿越势垒。根据分子...
分子模拟主要包括分子力学 (Molecular Mechanics, MM)、蒙特卡洛 (Monte Carlo, MC)模拟、分子动力学 (Molecular Dynamics, MD)模拟、量子化学计算、第一性原理分子动力学 (Ab Initio Molecular Dynamics, AIMD)、粗粒化模型 (Coarse-Grained Models)以及自由能计算等方法 (图 1)，其中应用较为广泛的是分子动力学...
MD仿真中的力是使用称为分子力学力场的模型计算的,该模型适合量子力学计算的结果,并且通常适用于某些实验测量。例如,典型的力场包含捕获原子之间静电(库仑)相互作用的项、模拟每个共价键首选长度的弹簧式项,以及捕获几种其他类型的原子间相互作...
分子动力学模拟方法在材料科学、生物化学和物理学等领域有着广泛的应用。例如,通过模拟材料的晶体结构和力学性能,可以优化材料的设计和合成方法,用于新材料的开发。在生物化学中,可以通过模拟蛋白质的折叠和功能,来研究蛋白质的结构和功能。在物理学中,可以通过模拟液体和气体分子的运动,来研究宏观物理性质和相变行为。
分子动力学模拟(MDS)是研究复合物在水溶液中的稳定性和动力学特征的重要方法。原子均方根偏差(RMSD)可以衡量体系的稳定性。可以看到体系在模拟开始后基本处于平稳状态,体系C可以更快的进入稳定状态,该指标的数值波动非常小(图1A)。回转半径(Rg)是用于评价体系结构的紧密程度的重要指标,体系N的一直下降,而体系C的较...
MD模拟是一种基于牛顿力学的计算模拟方法,可以模拟原子和分子间的相互作用、热力学性质、结构和动力学行为等。MD模拟的基本原理包括牛顿方程、势能函数和数值积分算法。MD模拟的基本步骤包括构建系统模型、选择适当的势能函数、进行初始能量最小化、控制温度和压力、进行时间演化和计算热力学属性。MD模拟方法可以分为粒子动...
分子动力学模拟依靠经验的势函数模型来描述分子的相互作用。利用由机器学习方法衍生的数据驱动模型，可以提高这些势函数的准确性和可转移性。本文提出了一种称为TorchMD的在传统模拟上增加了机器学习的分子模拟框架。它将所有的势函数，包括键长、键角、二面角、范德华和库仑静电相互作用都表示为PyTorch的阵列和运算。经验...