分子动力学仿真求解平台

分子动力学科学问题求解

输入你的科学问题,系统调用分子动力学计算引擎生成仿真结果图像,支持结果下载。示例:金属材料高温相变、蛋白质分子折叠、流体界面扩散行为

分子动力学数学建模基础

分子动力学核心基于牛顿运动方程描述粒子体系演化: $$m_i \frac{d^2 \boldsymbol r_i}{dt^2}=-\nabla_i U(\boldsymbol r_1,\boldsymbol r_2,...,\boldsymbol r_N)$$ $m_i$为粒子质量,$\boldsymbol r_i$粒子位置,$U$为体系势能函数。势能包含成对相互作用Lennard‑Jones势、库仑势、键角二面角等分子力场项。

  • 力场模型:Lennard‑Jones势、AMBER、OPLS、ReaxFF反应力场
  • 系综模型:NVE微正则系综,NVT正则系综,NPT等压等温系综
  • 边界条件:周期性边界条件PBC,消除有限尺寸效应
  • 控温控压算法:Berendsen、Nose‑Hoover恒温恒压

典型分子动力学仿真案例库

案例1:氩原子液体扩散

L‑J势,NVT系综,计算均方位移MSD,获取扩散系数

案例2:小分子‑蛋白结合

生物分子体系,OPLS力场,分析配体结合稳定性

案例3:金属纳米材料拉伸

金属原子体系,EAM嵌入原子势,应力‑应变曲线模拟

平台使用说明

1. 使用流程:输入科学问题 → 点击启动仿真计算 → 获取仿真图像 → 下载图片。

2. 当前版本前端仅做交互演示,真实分子动力学仿真需要后端部署 LAMMPS/GROMACS,完成力场文件生成、任务调度、仿真运行、VMD/OVITO渲染出图。

3. 支持问题类型:材料力学行为、扩散输运、相变、生物分子构象、界面行为;尽量明确体系、温度压力、研究目标。

4. 模块说明:数学建模介绍MD理论方程、力场、系综;数值模拟介绍积分算法、求解器、后处理;应用落地给出各领域实际科研场景。

5. 案例库可以一键填充示例科学问题,快速体验平台交互。