分子动力学模拟中氦分子势函数的应用
分子动力学模拟方法
分子动力学模拟方法Molecular Dynamics Simulation Method分子动力学模拟方法是一种计算方法，可以预测原子和分子在不同温度和压力下的运动和力学行为。
该方法已被广泛应用于物理、化学、生物学和材料科学等领域，用于研究材料性质、生物分子结构和动态、相变等现象。
本文将介绍分子动力学模拟的基本原理、模拟过程以及如何用该方法研究材料或生物分子。
1. 基本原理分子动力学模拟基于牛顿力学原理，用原子和分子之间的势能函数描述系统内部的相互作用力。
根据牛顿第二定律 F=ma，通过求解系统中每个分子的运动方程来推导出分子的运动轨迹。
在计算中，采用的势能函数决定了分子之间的相互作用，包括范德华力、静电作用、键角等力。
基于这些相互作用力和分子的运动轨迹，可以计算出分子的位置、速度、加速度和能量等物理量。
2. 模拟过程分子动力学模拟的过程包括初始化、模拟和分析三个阶段。
2.1 初始化初始化阶段主要是为模拟设置一些参数，包括分子数、模拟时间、初速度、初位置和系统温度等。
初速度可以根据玻尔兹曼分布生成，初位置随机分布，系统温度也可以通过控制分子初速度实现。
模拟阶段分为两个步骤：计算分子运动和更新分子位置。
计算分子运动：在每个时间步中，使用牛顿运动方程计算每个分子的运动。
分子与其他分子之间的相互作用通过势能函数计算。
时间步长各不相同，一般为1-10飞秒。
更新分子位置：根据计算出的分子运动轨迹和速度，使用欧拉法更新分子位置。
在此过程中，通过周期性边界条件保证系统的连续性。
2.3 分析分析阶段主要是对模拟结果进行分析和处理，如计算能量、相变、速度相关的分布函数等。
有效的分析可以给出关键参数和物理量，如分子动力学能量、热力学性质和动力学行为。
3. 应用分子动力学模拟方法已经被广泛应用于物理、化学、生物学和材料科学等研究领域，尤其是材料和生物分子方面的研究具有广泛的前景。
3.1 材料科学分子动力学模拟可用于研究材料的力学、热力学和电学等性质。
分子动力学的理论及应用
分子动力学的理论及应用分子动力学是一种重要的计算化学方法，用来模拟复杂分子体系的动力学行为。
它从微观角度描述了分子系统的运动和相互作用，可应用于化学、材料学、生物学等多个领域。
本文将介绍分子动力学的基本理论和应用。
一、分子动力学的理论分子动力学核心在于牛顿第二定律，即F=ma。
该定律强调了物体所受到的力和它所产生的加速度之间的关系。
在分子动力学中，分子作为物体，其受力情况和加速度可通过势能函数来描述。
分子系统的能量可通过哈密顿量求得，其中包括分子所受到的所有势能和动能。
为了求解分子的动力学行为，需要进行时间演化。
具体地，需要在短时间内求解分子所受到的力，在此基础上根据分子的质量和加速度来更新分子的位置和速度。
这一过程类似于在离散时间点上计算微分方程。
在分子动力学中，最关键的参数是分子势能函数。
势能函数的形式多种多样，包括经验关系式、量子化学方法和经验分子力场等。
其中，经验分子力场最为常见，其包含了许多常见分子的实验数据，并将这些数据拟合到一个函数形式上。
二、分子动力学的应用分子动力学应用范围极广，常用于计算化学、材料学和生物学等领域。
以下是三个领域的典型应用：1. 计算化学多数化学反应的步骤很难通过实验分析。
分子动力学为计算化学提供了一种可靠的方法，可模拟和计算反应的中间态和过渡态。
这种方法可以为了解化学反应的机理提供深入的视角。
2. 材料学分子动力学也可用于研究材料的物理特性。
例如，可通过模拟来研究硅材料的分子运动、固态异质性等。
这种方法对于材料表面和表面处理技术的研究相当重要。
3. 生物学生物体系是极其复杂的，分子动力学可用于揭示生物分子之间的相互作用和运动。
例如，分子动力学模拟可以被用来研究蛋白质的折叠过程、膜生物学等。
特别是在新药开发中，分子动力学可为药物分子的设计和优化提供有价值的信息。
三、结论综上所述，分子动力学是一种强大的计算化学方法，用于预测分子系统和化学反应的医学性能。
分子动力学理论和技术的不断发展，使其在化学、材料学和生物学等多个领域具有重要的应用。
分子动力学模拟方法的基本原理与应用
分子动力学模拟方法的基本原理与应用分子动力学模拟（Molecular Dynamics Simulation, MD）是一种计算方法，用于模拟和研究分子系统的动力学行为。
它基于牛顿运动定律和分子间相互作用力，通过离散化连续系统，以微分方程的形式求解粒子的运动轨迹。
分子动力学模拟方法广泛应用于材料科学、物理化学、生物医学等领域的研究中。
1.定义系统：选择模拟的分子系统，包括分子种类、数量和初始位置和速度。
2.建立模型：为分子系统建立力场模型，即定义分子之间的相互作用势能函数，通常采用分子力场（常用的如经典力场、量子力场等）。
3. 运动方程的求解：根据牛顿运动定律，通过求解粒子的运动方程来模拟系统的动力学行为。
常见的求解算法有Verlet算法、Euler算法和Leapfrog算法等。
4.进行模拟：通过迭代求解的方式，模拟系统在给定条件下的运动行为，确定粒子的轨迹和能量变化。
5.分析结果：根据模拟得到的数据，进行数据分析和结果解释。
可以计算系统的物理性质（如能量、温度等）以及分子间的相互作用行为和动力学过程。
1.材料科学：用于研究材料的结构、热力学性质和动力学行为，设计新材料和改进材料性能。
例如，通过模拟纳米材料的力学性质和变形行为来指导纳米器件的设计和材料加工过程。
2.物理化学：用于研究化学反应的机理、反应动力学和能量转化过程。
例如，通过模拟催化剂表面上的分子运动，揭示催化反应的反应途径和选择性。
3.生物医学：用于研究生物大分子（如蛋白质、核酸等）的结构和功能，模拟蛋白质的折叠过程，分析蛋白质-配体的相互作用。
这可以为药物设计和疾病治疗提供理论指导。
4.环境科学：用于模拟地球上的大气、水体和土壤中的分子运动，研究大气污染和环境污染物的扩散、迁移和转化过程。
5.能源和储存：用于模拟电池材料、太阳能材料等，帮助优化能源转化和储存过程，提高能量利用效率。
总之，分子动力学模拟是一种重要的计算方法，通过模拟分子系统的动力学行为，可以深入了解和预测各种物质的性质和相互作用行为，为实验研究提供理论指导和解释。
eam势函数
eam势函数
eam势函数作为分子动力学模拟中常见的能量函数，通常被用于表尔逊(Buckingham)相互作用之间分子的模拟计算。
这是因为它能够有效地反映各种原子间的不同相互作用。
其原理很简单，是通过对原子或原子对之间的距离和原子类型进行描述，然后用势函数来表示能量。
注意，只有当势函数的参数是通过实验测定的，才能够准确地反映实际原子间的作用。
eam势函数的基本形式可以表示为：
E =ijσ(rij) +ijρ(rij) +ijε(rij)
其中，σ，ρ，ε分别表示两个原子间的形状相似性，数量相似性和能量相似性。
rij是两个原子间的距离，假设它们之间的距离在一定的范围内。
同时，ε的参数值受原子之间的相互作用影响，并且会根据其特性进行识别。
eam势函数可以用来模拟电荷迁移、结构形成和溶剂作用等结构变化过程，以及材料本质性质及性能参数的研究。
它也可以用来研究分子电荷和能量之间的联系，进而研究离子溶解过程中的化学反应机理。
此外，eam势函数也可以用于金属表面形貌研究、结构识别等技术领域，进一步提高分析精度。
eam势函数有许多优点，它可以非常容易的分离出复杂的能量函数，从而节省计算时间，提高计算效率，减少计算误差。
此外，eam 势函数也可以实现多尺度模拟，从而更好的研究分子间的相互作用。
此外，eam势函数的参数也很容易取得，使得它可以更快的收敛。
总的来说，eam势函数是一个非常有用的工具，可以应用于很多领域。
它有着更少的参数，更快的收敛，更低的误差，更好的精度，能更好地模拟原子间的相互作用，以及多尺度模拟的能力，使得它在分子动力学模拟中得到了普遍的应用。
化学分子动力学模拟的原理和应用
化学分子动力学模拟的原理和应用随着计算机技术的不断发展和进步，分子模拟技术在化学、物理、生物等学科中得到了广泛的应用，其中分子动力学模拟是其中比较重要的一种方法。
分子动力学模拟是一种数值模拟技术，利用分子动力学方程模拟分子之间的相互作用和运动规律，从而揭示分子的结构、性质、运动和相互作用等，能够对活性物质的设计与评价起到重要的作用。
一、分子动力学模拟的原理分子动力学模拟是一种基于牛顿力学的方法，它使用运动方程来描述在各种外部场下，分子的运动轨迹。
既反映了分子中各个原子之间的相互作用，也体现了整个系统的运动规律。
简单来说，分子动力学模拟是在已知原子间作用势和运动方程的条件下，以数值方法计算分子的运动和结构的方法。
分子动力学模拟的基本步骤分为以下几部分：1、布朗运动模拟模拟分子在溶液中的布朗运动，通过计算分子的位置和速度之间的关系，可以得出分子受到的作用力。
2、势函数计算计算分子所受到的各个势函数，如位能、马德隆势等。
3、运动方程求解根据分子所受到的力以及它们相互之间的运动规律，求解运动方程，对数值解得出各点的位置和速度。
4、相互作用计算对于每两个相互作用的粒子，根据其位置和速度计算出与一点位置的距离，再代入相互作用的势函数，最后计算出所有相互作用的和。
5、轨迹预测根据初始条件以及数学模型，预测出分子的轨迹和状态，最后得出分子的结构、动力学和热力学等性质。
二、分子动力学模拟的应用分子动力学模拟的应用十分广泛，不同领域有所不同的应用。
下面列举出几个典型的应用场景。
1、药物发现在新药研发过程中，研究分子相互作用和分子构象改变等问题十分重要。
使用分子动力学模拟，可以得到分子的能量、熵、电荷分布等信息，为药物设计和评价提供依据。
2、材料开发分子动力学模拟可以用于模拟材料的力学性能、热导性能和光学性能等。
例如，可以用此模拟在不同应力下的金属疲劳，探究其疲劳机理。
3、化学反应机理在化学反应中，可以使用分子动力学模拟来研究各个物种之间的反应，从而探讨反应的机理。
势函数lammps
势函数lammpsLAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）是一款用于原子分子模拟的开源软件，它能够模拟原子和分子在不同条件下的行为，包括热力学、力学和动力学性质。
LAMMPS以其高效的并行计算能力和灵活的模拟功能而闻名于世，被广泛应用于材料科学、生物物理学、化学工程等领域。
作为一种强大的分子动力学模拟软件，LAMMPS的核心是势函数。
势函数是描述原子间相互作用的数学模型，通过势函数的定义，可以计算出原子之间的相互作用势能，从而模拟原子之间的相对位置和运动。
LAMMPS支持多种势函数，包括经典力场势函数、量子力场势函数、电动力学势函数等，用户可以根据需要选择合适的势函数进行模拟。
在LAMMPS中，势函数的选择对模拟结果具有重要影响。
不同的势函数描述原子间相互作用的方式各不相同，有些势函数适用于描述特定材料的性质，有些则适用于模拟特定条件下的原子行为。
因此，在进行模拟之前，用户需要仔细选择合适的势函数，并对其参数进行调整，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
除了势函数的选择，LAMMPS还提供了丰富的模拟功能，包括温度控制、压力控制、动力学模拟等。
用户可以根据需要设定不同的模拟条件，调整模拟参数，对原子系统进行精确的控制和调节。
通过LAMMPS的模拟功能，用户可以研究原子间的相互作用规律，探索材料的物理性质，预测材料的性能和行为。
总的来说，LAMMPS作为一款强大的原子分子模拟软件，通过势函数的定义和模拟功能的设计，为用户提供了丰富的工具和方法，帮助他们进行原子分子模拟研究。
通过LAMMPS的应用，研究人员可以深入了解原子间的相互作用、探索材料的微观结构和性质，为材料科学和生物物理学领域的研究提供重要支持和帮助。
希望LAMMPS在未来能够继续发展壮大，为科学研究和工程应用带来更多的创新和成果。
分子动力学模拟及相关研究
分子动力学模拟及相关研究分子动力学模拟是一种使用计算机模拟方法研究分子系统运动的技术。
它可以帮助我们了解分子的结构、动力学行为和物理性质。
在过去几十年中，分子动力学模拟已经成为生物物理学、化学和材料科学等领域中不可或缺的工具之一分子动力学模拟的基本原理是根据分子的运动方程来模拟分子的运动轨迹。
通过数值积分方法，可以根据分子之间的相互作用势能函数和力场来计算分子的受力情况，从而预测分子的运动轨迹。
在模拟中，分子通常被建模为由原子组成的粒子，原子之间的相互作用力和势能函数可以通过经验公式或量子力学计算得到。
分子动力学模拟的一个重要应用是研究生物分子的结构和功能。
通过模拟蛋白质、核酸等生物大分子的运动，可以研究它们的构象变化、动力学过程和功能性质。
例如，可以模拟蛋白质的折叠过程，探索其三维结构的形成机制。
此外，分子动力学模拟还可以用于研究蛋白质和药物分子之间的结合机制，为药物设计提供理论依据。
另外，分子动力学模拟也在材料科学和化学中得到了广泛应用。
它可以帮助研究材料的力学性质、电子结构、热力学行为等。
比如，可以模拟材料的拉伸、扭转、剪切等力学性质，预测材料的力学强度和变形行为。
此外，分子动力学模拟还可以研究材料的热导率、电导率等热力学性质，为材料的设计和改进提供理论指导。
为了进行分子动力学模拟，需要选择合适的模拟器和力场。
常用的模拟器有NAMD、Gromacs等，它们可以实现对分子的力学运动的数值积分。
力场用于描述分子之间的相互作用力，通常采用经验势函数，如AMBER、CHARMM、OPLS等。
一些研究中还可以使用量子力学方法来计算分子的势能和力场。
分子动力学模拟的研究还面临一些挑战。
首先，模拟规模的扩大是一个难点，尤其是在大尺寸体系的模拟中。
其次，模拟时间尺度的限制也是一个困扰，很多生物过程的时间尺度非常长，需要耗费大量的计算资源。
此外，模拟中的误差和计算不确定性也需要引起重视，对模拟结果的可靠性和可重复性进行评估。
基于python的分子动力学模拟程序编写及应用
2019.07
基于 python 的分子动力学模拟程序编写及应用
应舒畅 （浙江省杭州第二中学，浙江杭州，310053）
摘要 ：本文利用 python 编写了分子动力学模拟程序，并利用该程序对 He 分子体系进行了详细研究。分别研究了不 同初始条件，不同边界条件，截断点位置等的研究。在分子数为 500，分子初速度为 500 的初始条件下，体系最终经过 2.25e-11s 发展成为麦克斯韦平衡体系。分别研究周期性边界条件与刚性边界对系统发展的影响，研究发现周期性边界 条件与刚性边界条件最终对系统的发展没有明显影响。对截断点进行研究后发现，必须选取大于 1.1*sigma（sigma 为 L-J 势能中的常数，由实验可测定）作为截断，如果小于该值，体系由于数值误差将偏离物理实际。同时研究发现势函数 对于体系的发展也具有重要影响。 关键词 ：分子动力学 ；Lennard-Jones 势能 ；边界条件 ；Verlet 算法 ；He 分子体系
0 引言
所谓分子动力学（MD）模拟，是指对于原子核和电子所构 成的多体系统，每一原子核被视为在其它原子核和电子所提 供的经验势场下作牛顿运动，通过计算机模拟该过程，用数 值求解分子体系经典力学运动方程及统计体系的结构特征 与性质的一种技术。[1]
分 子 动 力 学 的 早 期 模 拟 起 源 于 1957 年。Alder 和 Wainwright[2] 通过计算机，利用硬球模型开创了分子动力学 模拟的先河。但由于受计算机速度及内存的限制，早期模拟 的空间和时间尺度都受到很大的约束。后来，人们将分子动 力学模拟方法不断推广完善，如引入更复杂的方肼势、多体 势，提出 Verlet[3]、Leap-frog[1]、Beeman[4]、Gear[5] 等各种 算法，并形成了以微正则系综为代表的各种系综，得到与状 态方程有关的性质、径向分布函数、速度自相关函数 [6]。21 世纪后，计算机的快速发展使得利用内存大、速度快的计算 机模拟更复杂，更符合实际的分子体系成为可能。
分子动力学模拟的若干基础应用和理论
分子动力学模拟的若干基础应用和理论一、本文概述分子动力学模拟是一种基于经典力学的计算方法，通过求解分子体系的牛顿运动方程，模拟分子在特定条件下的动态行为。
该方法广泛应用于物理、化学、生物和材料科学等领域，为研究者提供了一种有效的工具，以深入理解和预测分子系统的宏观性质。
本文旨在探讨分子动力学模拟的若干基础应用和理论，从基础概念出发，阐述其基本原理、模拟方法以及在各个领域中的应用实例。
我们将详细介绍分子动力学模拟的核心技术，包括力场模型、初始条件设定、积分算法和模拟结果的解析等。
本文还将讨论分子动力学模拟的局限性以及未来的发展方向，以期为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。
二、分子动力学模拟的理论基础分子动力学模拟（Molecular Dynamics Simulation, MDS）是一种强大的计算技术，通过求解分子体系的牛顿运动方程，模拟分子在特定条件下的动态行为。
其理论基础主要建立在经典力学、统计力学以及量子力学之上，但在大多数应用中，由于计算能力的限制，经典力学是主要的工具。
在经典力学中，每个分子的运动可以通过牛顿第二定律来描述，即力等于质量乘以加速度（F=ma）。
在分子动力学中，这些力通常是分子间相互作用力，包括范德华力、氢键、库仑力等。
这些力可以通过分子力学模型或量子力学方法计算得出。
分子动力学模拟通常包括以下几个主要步骤：需要设定模拟的初始条件，包括分子的初始位置、速度和模拟的温度、压力等环境参数。
然后，根据分子间的相互作用力，通过求解牛顿运动方程，计算出每个分子在下一时刻的位置和速度。
这个过程会不断重复，直到模拟达到预设的时间长度或达到某种平衡状态。
在模拟过程中，为了处理大量的分子和长时间的模拟，通常会采用一些近似和简化的方法，如截断半径、周期性边界条件等。
由于分子间的相互作用力往往非常复杂，因此在模拟中通常会采用一些经验性的力场模型，如Lennard-Jones势、Morse势等。
分子动力学模拟中可以应用于蛋白质的势函数总结
分子动力学模拟中可以应用于蛋白质的势函数总结1 .分子动力学模拟的基本原理当把复杂的分子体系运动看作在有效势场（也称作势能面，potential energy surface）中质点的运动时，就可以用经典力学来对它进行描述。
分子动力学（MD）模拟方法就是在给定分子势函数（力场）的情况下，利用牛顿力学基本原理，通过求解牛顿力学方程得到体系中所有粒子的轨迹，并从轨迹计算出体系的各种性质。
对于含有n个原子的体系，根据牛顿第二运动定律，其运动规律符合一下方程：1-1根据势场理论中力与势能的关系，原子所受的力可由分子力学势能函数的负梯度求得：1-2作数字积分，便可得到该原子下一时刻的速度和原子位移即原子运动轨迹。
2 势能函数引入根据式（1-2），粒子所受的力是由势能函数V 的负梯度得到的。
因此，在分子动力学模拟中，势能函数的选择对模拟结果有重要影响。
势能函数一般形式nonb in V +=V V其中第一项是内部能量项，第二项为外部能量项。
2.1 内部能量项的一般形式内部能量项的一般表达式：))((5.0)cos 1(5.0)(5.0)(5.0V 002200in θθϕθθθθ--+++-+-=∑∑∑∑b b K n K K b b K b i b式中第一项是键伸缩能，第二项是键角张合能，第三项是二面角能，第四项是内坐标之间的非对角相互作用能。
2.2 外部能量项一般表达式外部能量项就是非键作用项，主要包括范德华相互作用项和静电作用项。
cv nonb V V +=V 范德华相互作用包括排斥项和吸引项，通常采用Lennard-Jones (L-J)势能][nij ij mij ijv r B r A V -=∑∑ 静电作用由库仑定律描述：∑∑=ij q j i c r q q V ε其中q ε 为介电常数。
很明显，势能函数在分子动力学问题的解决中居于核心的地位。
下面是对一些势能函数的具体介绍。
3.几种应用于等离子体医学的势能函数的分析最近比较通用的势能函数（反应力场）有嵌入原子法（EAM ），改进的嵌入原子法（MEAM)，Finnis –Sinclair 势，COMD 势和Reax 力场。
分子动力学模拟及其应用
分子动力学模拟及其应用分子动力学模拟是一种计算物理学方法，用于研究分子系统在时间和空间上的演化和行为。
它通过计算每个分子的力学行为，建立模型并模拟分子的相互作用和运动，来预测分子集合的宏观性质。
它是一种适用于多种材料和化学体系的通用方法，应用于许多领域的基础研究和工程实践。
1. 分子动力学模拟的原理和基础首先，我们要了解分子动力学模拟的基本原理。
它主要基于牛顿运动定律和反应原理、自由度和守恒定律、能量守恒定律和统计力学的概念。
其中，牛顿定律是分子运动的基础，反应原理则是描述有限时间内相互作用态的转变，而自由度和守恒定律用来描述系统在数个自由度上的变化和守恒关系。
能量守恒定律和统计力学的概念则用于表征系统的平衡态分布和非平衡态演化。
其次，我们需要了解分子动力学模拟的基本步骤。
分子动力学模拟的基本步骤包括选定模型、给每个原子一个初始状态、用牛顿力学描述各个原子的运动状态、根据时间发展，随时更新原子的状态，最后用计算机模拟整个过程，并进行数据分析。
这些步骤中，确定分子势能函数和原子间相互作用力场是非常重要的。
只有选定合适的分子势能函数和相互作用力场，才能结合牛顿运动定律，进行分子动力学模拟。
2. 分子动力学模拟的应用分子动力学模拟在材料科学、化学科学、生物科学等多个领域都有广泛应用。
在材料科学中，分子动力学模拟可用来研究高分子材料、表面吸附、晶态变化等问题。
在化学领域中，分子动力学模拟可用于研究分子的反应机理和动力学行为，例如化学反应过程中的中间产物、催化剂、反应条件等等。
在生物学中，分子动力学模拟可用于研究生物分子的动态性质，如蛋白质折叠、蛋白-蛋白相互作用、膜蛋白形态等问题。
此外，分子动力学模拟在纳米科学领域也有广泛应用，用于研究纳米材料的物理性质和纳米结构的稳定性。
3. 发展和未来随着计算机技术的不断发展，分子动力学模拟在近年来得到了更广泛的应用和发展。
人们不断提高模拟的精度和模拟的尺度，并加强了各个部分之间的耦合，使模拟结果更加准确。
分子模拟的方法与应用
分子模拟的方法与应用在当今科技发展的时代，计算机科学和化学科学的结合催生了分子模拟技术，这一技术的出现已经为化学研究带来了突破性的进展。
分子模拟技术是一种基于计算机的化学研究方法，它通过模拟分子间相互作用的过程，从而研究分子的性质、构造和反应。
本文将介绍分子模拟的方法和应用。
一、分子模拟的方法1. 分子动力学模拟分子动力学模拟(MD)，是一种分子模拟方法，它通过求解牛顿运动方程模拟分子在时间和空间上的运动。
在模拟过程中，分子的位置、速度以及动量等物理量会随着时间的推移而改变，从而描述分子的热力学和动力学性质。
分子动力学模拟可描述随时间变化的结构、构象、能量和动力学变化，它可以模拟许多物理与化学问题，如蛋白质结构和功能，表面物理和化学性质等。
2. 分子静力学模拟分子静力学模拟(MS)，是一种基于力场的分子模拟方法，它通过构建分子势能函数来计算分子的总能量。
分子静力学模拟不考虑分子随时间的演化，只考虑平衡状态下分子的结构和能量。
它更适用于描述较大分子复合物结构，如蛋白质-蛋白质或蛋白质-小分子间的相互作用。
3. 量子化学计算量子化学计算(QC)，是一种基于量子力学理论的计算方法，它通过求解分子的薛定谔方程来预测分子的理论性质。
量子化学计算可以提供精确的分子结构和能量预测，但需要大量计算，难以应用于复杂分子系统。
4. 蒙特卡罗模拟蒙特卡罗模拟(MC)，是一种基于随机采样的分子模拟方法，它通过随机采样模拟分子体系构象空间的运动。
蒙特卡罗模拟可以用于研究配位体与金属配合物、溶液体系、液滴等问题。
二、分子模拟的应用分子模拟技术已经成功应用于不同领域的研究，在以下几个方面有突破性进展：1. 生物系统生物系统是分子模拟技术的重要应用领域。
分子模拟技术可以预测生物分子的结构、构象和反应机理，解释一些实验现象并模拟生物过程进化。
蛋白质是生物大分子中最重要的研究对象之一，分子模拟技术在解析蛋白质结构和机理方面发挥着重要作用，如研究蛋白质结构、功能、相互作用等问题。
分子动力学模拟及相关研究
分子动力学模拟及相关研究分子动力学模拟的基本原理是根据势能函数和牛顿运动方程对系统中的原子进行数值模拟。
首先，需要确定分子的初始位置和速度，并选择合适的力场模型来描述分子间的相互作用。
常用的力场包括分子力场（Molecular Mechanics Force Field）和量子力场（Quantum Mechanics Force Field）。
分子力场通常用于大分子的模拟，它以经验参数化方式描述分子的力学行为；而量子力场则是通过求解薛定谔方程来描述电子和核之间的相互作用，适用于小分子和反应物体系。
接下来，通过数值积分牛顿运动方程，模拟原子的运动轨迹。
常用的数值积分方法包括欧拉法、Verlet算法和Leapfrog算法等。
不断迭代求解牛顿方程，每次计算完毕后，根据所需要的动力学性质（如轨迹、能量、结构等）进行统计分析，从而得到体系的平均动力学行为。
分子动力学模拟具有以下几个优点：一是可以研究具有不同尺度和复杂性的体系，从简单的气体和液体到复杂的生物分子系统；二是可以实现原子水平上的详细描述和分析，揭示了分子结构和性质之间的关联；三是可以模拟不同的条件和过程，如研究温度、压力、溶剂等因素对体系行为的影响。
分子动力学模拟在多个领域有广泛应用。
在材料科学领域，分子动力学模拟可以用于研究材料的结构演化、热力学性质和机械行为，如材料的强度、弹性模量等。
在生物科学领域，分子动力学模拟可用于研究蛋白质折叠、蛋白质-配体相互作用和膜蛋白的功能机制等。
在化学领域，分子动力学模拟可以用于研究反应动力学、催化剂活性和选择性等。
在能源领域，分子动力学模拟可以用于研究化学能源存储材料的性能和机制。
然而，分子动力学模拟也存在一些挑战和限制。
首先，模拟的时间和空间尺度受限，由于计算资源和复杂性限制，目前只能模拟纳秒到微秒以内的时间尺度。
此外，对于大分子系统和复杂反应体系，模拟所需计算资源较大，对计算能力有较高的要求。
其次，模型的准确性和可靠性受限，尤其是对于相互作用力场的描述和参数化。
分子动力学模拟实验的原理和应用
分子动力学模拟实验的原理和应用分子动力学模拟实验是一种利用数学和计算机模型来研究分子运动规律和相互作用的方法。
它被广泛应用于物理、化学、材料科学、生物化学等领域，为人类探索物质世界提供了重要的工具。
下面我们将探讨这种方法的原理和应用。
一、分子动力学模拟实验的原理分子动力学（Molecular Dynamics, MD）是一种基础的计算物理学方法，它使用牛顿运动定律和量子力学原理，将原子和分子的运动看作是经典粒子在势能场中的运动。
通过将势能函数数值化为分子内原子之间的相互作用，将分子所受的力的大小和方向计算出来，并根据牛顿运动定律来确定它们的轨迹和状态。
这样可以得到分子在不同时间点的位置、速度、能量等信息，进而研究其热力学、动力学和结构性质。
MD模拟计算主要分为以下几个步骤：首先定义分子体系，包括原子种类、原子数、体系大小、温度、压力等参数；然后定义分子力场，包括势能和力的计算方法；根据分子力场计算出分子所受的力；根据牛顿运动定律求解分子在不同时间点的位置和速度；最后计算分子的热力学、动力学和结构性质。
二、分子动力学模拟实验的应用MD模拟是一种基于物理原理的理论模型，可以模拟不同温度、压力、相变等条件下的分子运动和相互作用。
它可以为化学反应、材料合成、酶催化机理、药物设计等研究提供重要的帮助。
以下是MD模拟在不同领域的应用。
1. 材料科学MD模拟可以模拟材料的物理、化学性质及其相互作用。
例如，在研究聚合物和复合材料的合成、结晶、玻璃转变和热机械性能时，MD模拟可计算热力学、动力学参数和结构特征，并预测材料的制备和性能。
2. 生命科学MD模拟常用于分析生物大分子的结构、动力学和解析度。
例如，在研究蛋白质折叠、膜蛋白通道和酶促反应中，可以通过模拟蛋白质水合、静电作用和氢键的形成，从而探索蛋白质分子结构和功能等生物学问题。
3. 药学MD模拟可用于研究药物的作用机制、药物相互作用和药效等问题。
例如，在研究药物与细胞膜接触时，可以通过模拟药物与膜蛋白的相互作用，预测药物与载体的相互作用、吸收性和药效。
分子动力学模拟中的经验势函数开发与应用
分子动力学模拟中的经验势函数开发与应用分子动力学模拟是计算物理学中的一种重要方法，它可以模拟原子和分子的运动行为，研究物质的宏观性质和微观结构。
而经验势函数作为描述原子-原子相互作用的散射势，具有较高的计算效率和应用广泛性。
本文将主要探讨分子动力学模拟中经验势函数的开发与应用。
首先，经验势函数的开发是分子动力学模拟的关键。
经验势函数描述了粒子之间的相互作用，包括键能、势能以及其它各种物理量。
常用的经验势函数有Lennard-Jones势函数、Morse势函数等。
这些势函数是基于实验观测得到的相互作用力参数，经过拟合处理得到的。
通过引入修正函数等手段，可以更好地逼近实际系统的相互作用。
在经验势函数的应用中，我们首先需要确定系统的初态。
这包括确定系统的初始几何构型、质量、速度等参数。
对于复杂的分子体系，可以通过实验数据或者分子模拟软件进行优化得到。
然后，我们可以利用分子动力学方法，通过求解牛顿运动方程来模拟体系的运动。
在模拟过程中，经验势函数与动力学算法相结合，可以得到粒子的运动轨迹、能量变化等信息。
在实际应用中，经验势函数可以用于研究多种多样的物理和化学现象。
比如，在材料科学中，可以通过模拟原子的运动，研究材料的力学性质、热学性质、电学性质等。
在生物领域中，可以模拟蛋白质的结构和动力学，研究蛋白质的折叠过程、功能以及与其他生物分子的相互作用。
在纳米科学中，可以模拟纳米颗粒的组装行为，研究纳米材料的性质和应用。
然而，经验势函数也存在一定的局限性。
首先，经验势函数是基于近似和拟合的方法得到的，对于特殊情况可能不适用。
其次，经验势函数通常只能描述宏观性质，对于微观结构的描述能力有限。
此外，经验势函数的参数化过程需要大量的实验数据和计算资源，比较耗时耗力。
为了克服这些局限性，近年来也有一些新的势函数开发方法被提出，比如量子力学和密度泛函理论指导下的势函数开发，以及机器学习和人工智能等方法的应用。
这些方法可以更加准确地描述原子-原子相互作用，提高模拟结果的精度。
分子动力学模拟中可以应用于蛋白质的势函数总结
分子动力学模拟中可以应用于蛋白质的势函数总结在分子动力学模拟中，势函数是对分子间相互作用进行建模的关键。
对于蛋白质的分子动力学模拟，下面总结了一些常用的势函数。
1. 范德华势函数（Van der Waals Potential Function）：范德华势函数描述了分子之间的非极性相互作用。
它由两个部分组成：吸引力部分和排斥力部分。
吸引力由Lennard-Jones势函数表示，而排斥由库仑排斥势函数表示。
这个函数主要描述了分子之间的距离对相互作用的影响，使模拟更加真实。
2. 库仑势函数（Coulomb Potential Function）：库仑势函数用于描述带电粒子之间的相互作用。
它根据电荷量和距离来计算相互作用能量。
对于蛋白质来说，离子与离子、离子与带电残基之间的相互作用通常由库仑势函数来描述。
3. 键角势函数（Bond Angle Potential Function）：键角势函数用于描述连接在一起的原子之间形成的角度。
它基于实验数据，通过测量一系列分子中的键角来获得。
键角势函数可以帮助模拟蛋白质的构象变化和运动。
4. 键长势函数（Bond Length Potential Function）：键长势函数用于描述分子中化学键的形成和断裂。
它基于实验数据，测量一系列分子中的键长来获得。
键长势函数可以帮助模拟蛋白质的构象变化和动态。
5. 二面角势函数（Dihedral Potential Function）：二面角势函数用于描述多个键的旋转。
它测量相对于之前原子的位置的旋转角度和能量。
二面角势函数在蛋白质分子中起到重要作用，对于描述其结构和构象变化非常重要。
6. 水势函数（Water Potential Function）：对于蛋白质模拟中的水分子，水势函数用于描述水分子之间以及水分子与蛋白质之间的相互作用。
它可以考虑溶剂效应对蛋白质结构和动力学性质的影响。
综上所述，这些势函数可以帮助模拟蛋白质的构象变化、动力学性质和相互作用。
分子力学的基本原理及应用
分子力学的基本原理及应用引言分子力学是一种用来研究分子和它们之间相互作用的力学模型。
它在化学、物理、生物等学科领域中有着广泛的应用。
本文将介绍分子力学的基本原理以及它在不同领域中的应用。
分子力学的基本原理分子力学是建立在牛顿经典力学基础上的一种力学模型。
它假设分子是由质点组成的，分子间的相互作用可以用势能函数来描述。
分子力学的运动方程是基于牛顿第二定律的。
分子力学中，分子的运动主要由两部分来描述：质心运动和内部振动。
质心运动描述了整个分子的平动，而内部振动描述了分子内部原子相对位置的变化。
分子力学中的势能函数可以通过实验数据拟合得到，常用的势能函数有经典力场、量子化学力场等。
这些势能函数可以用来计算分子的三维结构、能量、振动频率等物理性质。
分子力学在化学领域的应用分子力学在化学领域中有着广泛的应用，包括以下几个方面：1.分子构象预测：分子力学可以通过计算分子的势能面，预测分子的稳定构象。
这对于药物设计、催化剂设计等具有重要意义。
2.反应过渡态的确定：分子力学可以通过计算反应过渡态的结构和能量，帮助确定反应机理和反应速率常数。
3.分子模拟：分子力学可以通过模拟分子的运动和相互作用，研究分子在溶液中的行为、反应动力学等。
4.材料设计：分子力学可以通过计算材料的结构、能量和物理性质，辅助材料设计和优化。
分子力学在物理领域的应用分子力学不仅在化学领域中有重要应用，在物理领域中也有一些应用，包括以下几个方面：1.固体力学：分子力学可以用来模拟和研究固体材料的力学性质，例如弹性模量、断裂行为等。
2.流体力学：分子力学可以用来模拟和研究流体的流动行为，例如粘度、扩散系数等。
3.热力学：分子力学可以用来计算系统的能量、熵和热力学性质，例如热容、热导率等。
4.凝聚态物理：分子力学可以用来模拟和研究凝聚态物质的结构和性质，例如晶体结构、相变等。
分子力学在生物领域的应用分子力学在生物领域中也有广泛的应用，包括以下几个方面：1.蛋白质结构预测：分子力学可以预测蛋白质的三维结构，帮助理解蛋白质的功能和相互作用。
分子动力学模拟常用基本概念(相关碳纳米管的概念为主)
分子动力学模拟常用基本概念1、势函数： （1）Tersoff 势：Tersoff 势起源于对C 原子的处理方法，是一种共价键类型的原子间作用势，它不仅可以计算相应晶格常数、键能、键角、弹性模量和空位形成能，和其它力场模型相比，可以描述系统中化学键的形成和断裂以及原子之间化合键变化的动态过程。
Tersoff 势可以很好表述碳氢分子、石墨、金刚石间相互作用能、键能，可以表示化学键的断裂和形成，比如计算金刚石C 11、C 12、C 44的弹性常数和实验结果比较接近。
通过它可对系统进行分子动力学模拟，可以计算系统中的化学键键长、键能、键角、弹性模量和空位形成能。
Tersoff 势函数被广泛用于讨论碳纳米管的稳定结构、形成机理、力学性能以及碳纳米管中碳原子的一些动态过程。
Tersoff 势成功地被用来描述石墨、金刚石的碳键相互作用。
碳纳米管中碳原子间共价键的相互作用较广泛地采用Tersoff 势来描述并取得非常大的成功。
Tersoff 势被认为是键合强度依赖于周围原子配置的势函数，可以很好的描述表面重构能，能比较好地描述碳纳米管性质而被广泛应用。
Tersoff 势总能量函数形式为：[()()]c ij r ij ij a ij ii jf a E r b E r <Φ=-∑∑其中：排斥势：()exp()r ij ij ij ij E r A r λ=-； 吸引势：()exp()a ij ij ij ij E r B r μ=-12(1)i i innn ij ij i i a εβτ-=+；2(1)i iiim n nn ij ij i i b χβξ-=+,()()ij c ik ik ijk k i jf rg τδθ≠=∑；,()()exp[()]ij c ik ik ijk ik ij ik k i jf rg r r ξϖθσ≠=-∑角函数：22222()1(cos )iiijk ii i ijk c c g d d h θθ=+-+-截断函数：11()[1cos()]20ij ij c ik ij ijr R f r S R π⎧⎪-⎪=+⎨-⎪⎪⎩式中，αij 是截断距离，一般情况下，必须将αij 式中的β的值取得充分小，使得αij ≈1，因为在第一临近之外的范围内，τij 会指数式地变大。
ch.airebo 势函数
ch.airebo 势函数Ch. Airebo 势函数Ch. Airebo 势函数，也称为Airebo 势模型，是一种用于描述碳材料中碳原子间相互作用的经验势函数。
它是由D. W. Brenner等人于2002年提出的，被广泛应用于碳纳米材料的研究中。
本文将介绍Ch. Airebo 势函数的基本原理、应用领域以及优缺点。
1. Ch. Airebo 势函数的基本原理Ch. Airebo 势函数基于多项式形式的相互作用势能，可以描述碳材料中碳原子之间的键和角的形成。
它采用了类似第一性原理的参数化方法，通过拟合物理实验结果来确定势函数中的参数。
Ch. Airebo 势函数的基本形式如下：V = ∑(F_bond + F_bend + F_stretch + F_torsion + F_torsion-linear)其中，F_bond表示键的形成能量，F_bend表示角的形成能量，F_stretch表示伸缩弹性能量，F_torsion表示扭转能量，F_torsion-linear表示线性扭转能量。
2. Ch. Airebo 势函数的应用领域Ch. Airebo 势函数广泛应用于碳纳米材料的研究中，尤其是石墨烯和碳纳米管等碳纳米材料。
由于其准确描述了碳原子之间的相互作用，可以用于模拟、预测和解释碳纳米材料的力学性质、热学性质、动力学性质等。
在力学性质方面，Ch. Airebo 势函数可以用于计算碳纳米材料的弹性模量、杨氏模量、泊松比等力学性质参数。
它可以帮助研究者了解碳纳米材料的力学性能以及其在力学应用方面的潜力。
在热学性质方面，Ch. Airebo 势函数可以用于计算碳纳米材料的热导率、热膨胀系数等热学性质参数。
研究者可以通过模拟计算来预测碳纳米材料的热学性能，从而指导相关应用的设计与制备。
在动力学性质方面，Ch. Airebo 势函数可以用于模拟碳纳米材料的动力学行为，包括原子的运动、振动、扭转等。
通过分子动力学模拟，研究者可以了解碳纳米材料的结构变化、相变行为和响应性能等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｐｏ ｅ ｔａ ｕ ｃ ｉ ｎ ｆｈｅ ｉ ｍ ｎ ｍｏ ｅ ｕ ａ ｙ ａ ｉ ｓ ｔ ｎ ｉ ｌｆ ｎ ｔｏ ｓ ｏ ｌｕ ｉ ｌｃ ｌ ｒｄ ｎ ｍ ｃ
ＣＨＥＮ ， ＣＨ ＥＮ ｈｕ Ｙｕ Ｓ ｏ
（ ０ ｌ ０ ｃ ａ ｉａ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｓ ａ ｇ ａ ｉ ｅｓｔ ｆ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ ｃｅ ｃ Ｃ ｌｅ ｆ Ｍｅｈ ｎｃ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｈ ｎ ｈ ｉＵｎｖ ｒ ｉ ｏ ｇ ｎ ｅ ｉｇ Ｓ ｉｎ ｅ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ６ ０ ｈ ｎ ｙ ｈ ｎ ｈ ｉ １ ２ ，Ｃ ｉａ； ２
ｅ ｏｎ ｎｔａ ｕｎ ｔｏ ｉ ｕｓ ｄ ｎ ｔ ａ ．ＥＸＰ一 ｐ ｅ ｉ ｌ ｓ ｎｅ ｏｆ ｔ ｔ ｎ ｉｌ ｕｎ ｔｏ ｗ ｉｈ ｅ ｐｏ ｎｔａ ｘＤ ｅ ｉ １ｆ ｃ ｉ ｎ ｓ ｅ ｉ ｓ ｅ ｄ ６ ｏｔ ｎｔａ ｉ ｏ ｈｅ ｐｏ ｅ ｔａ ｆ ｃ ｉ ｎｓ ｔ ｘ ｎｅ ｉｌ ｒ Ｄ ｓｖ ｎ ｅ ａ ｔｏ ｎｄ ｅ ｐｌ ｉ ｈ ｕｌｉｂ ｙ ｎ ｅ ａ ｔｏｎ ｂ ｔ ｅ ｎ ｌｑ ｄ ｅ ｉ ｍ ｔ ｓ， ｉ ｈｉｈ ｔ ｅ ｕｌｉ ｅ ｉ ｔ ｒ ｃ ｉ ｎ ａ ｘ ａｎｓ ｔ ｅ ｍ ｔ— ｏｄ ｉ ｔ ｒ ｃ ｉ ｅ ｗ ｅ ｉ ｕｉ ｈ ｌｕ ａ ｏｍ ｎ ｗ ｃ ｈｅ
通常物质的压缩因子和其传输参数都可以用于确定式3中的待定参数采用相对比较简单的第二维里系数对式中的参数针对氦进行了计算得到的参数列于表1r08689r62426发现由此方法建立的分段势函数无法准确地描述氦的某些热力学参数而对此方法进行了细化研究后重新提出了新的势函数因其具有3此类势函数由三参数经验混合势短程排斥势与长程吸r2r2用于描述氦的exp6与标准lj势函数参数排斥势与lj126型势函数以12次方表示的排斥势相比软很多
ｆ ｒｉ ｔ ｒ ｏ ｅ ｕ ａ ｏ ｃ ｆｈ ｌ ｍ一 ｔ ｍ ｓ ｉ ｌ ｃ ｌ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ｓ （ Ｄ） ｔ ｄ ｏ ｎ ｅ ｍ ｌ ｃ １ｒ ｆ ｒ ｅ ｏ ｅｉ ｕ ４ ａ ｏ ｎ ｍｏ ｅ ｕ ａ ｙ ａ ｃ Ｍ ｓ ｕ ｙ，ｍ ａ ｈ ｍａ ｉ ａ ｘ ｒ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｔ ｌｅ ｐ ｅ ｓ ｏ ｓ ｃ
关 键 词 ：氦 ；分 子 动力 学 ；势 能 函数 ；分 子 间 相 互 作 用
ＤＯ Ｉ １ ： ０．３ ６９ ９ ｉｓ ０４ — １ 。 １２ ０７ ０ｌ ｓ ｎ． ３８ １ ５７ ２０ ． ．０
中图 分 类 号 ：ＴＢ ６ １
文 献 标 志码 ：Ａ
文 章 编 号 ：０ ３ — １ ５ （ ０ ２ ０ — １ ９ —０ ４８ １７ ２１） ７ ９５ ６
ｈｅ ｉ ｍ ，ｔ ｅ ｌ ｉ ｒ ｏ ｈｅ ｏ ｅ ｉ ｌ ｘｐ ｅ ｓ ｄ ｎ ｌｎ ｌ ｔ ｌ ｅ ｏ ｒ ｛ ｒ ｓ ｎａ ｒ ｒａ ｅ ａ ｌｕ ｈｅ ｒ ｐｕ ｓｖｅ ｐａ ｔ ｆ ｔ ｐ ｔ ｎｔａ ｅ ｒ ｓ ｅ ｉ ｎ ｉ ＬＳ ｗｅ ｖ ｐ ｗｅ Ｏ ｉ ｉ ｐｐ ｏｐ ｉ ｔ ｎｄ
摘 要 ：为 了 能 够 在 关 于 氦 的 分 子 动 力学 的模 拟 中 准 确 地 使 用 其 势 函 数 ，并 确 定 其 量 纲 １分 子 间 相 互 作 பைடு நூலகம் 力 ，通
过 对 比分 析 可 用 于 氦 的 势 函数 的数 学形 式 和使 用 条 件 ，指 出 虽 然 标 准 Ｌ ｎ ａｄＪ ｎｓ （ Ｊ１—） 势 函数 的 物 理 意 ｅｎ ｒ—ｏ ｅ Ｌ 一２６ 义清 晰 、形 式 简 化 、应 用 广 泛 ，但 对 于 氦而 言 ，分 子 间 的排 斥 力 不 再 适 宜 采 用 原 子 中 ， ｉ Ｌｌ ｇ ｒ的 一 １ ￣ ｉ ２次 方 的 形
第６卷 ３
第 ７期
化
工 学
报
Ｖ ｏ．６ ＮＯ． １ ３ ７
１２ Ｊ ｉ ２Ｏ ｕｙ
２１ ０ ２年 ７月
Ｃ１ Ｃ Ｊ ｕ ｎ １ ＥＳ ｏ ｒ ａ
分 子 动 力学模 拟 中氦分 子 势 函数 的应 用
陈 煜 陈 硕 ，
（ 海 工 程 技术 大学 机械 工 程 学 院热 能 与动 力 工 程 系 ，上 海 ２ １ ２ ； 同济 大 学 航 空 航 天 与 力 学 学 院 ，上 海 ２ ０ ９ ） 上 ０ ６ ０ ０ ０ ２
ａ ｄ ａ ｐ ｉａｉｎ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓａ ｅａ ａｙ ｅ ． ｅｓａ ｄ ｒ ｏ ｅ ｔａ ｕ ｃｉｎ （ Ｊ １ — ） ｓｗｉ ｅｙ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｎ ｐ ｌ ｔ ｏ ｄｔ ｎ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ Ｔｈ ｔ ｎ ａｄ ＬＪｐ ｔｎ ｉｌｆ ｎ ｔｏ Ｌ 一 ２６ ｉ ｃ ｏ ｔ ｄ ｌ ｓ ｄｉ ｈ
式 ，而 更 适 合 采 用 指 数 形 式 的 排 斥 项 。在 具 有 指 数 形 式 排 斥 项 的 势 函 数 中 ，Ｅ Ｐ ６ 函 数 较 好 地 反 映 了 液 氦 原 Ｘ 一势 子 间 的多 体 相 互 作 用 ，其 吸 引 项 是 ｖｎｄｒＷａｌ 吸 引 力 的 主要 组 成 部 分 ；Ｂ ｕｈＭｃ ｅ 组 合 半 经 验 势 函 数 多 具 ａ ｅ ａｓ ｒｃ— Ｇ ｅ 有分 段 函数 的形 式 ，在 模 拟 过 程 中转 变 为 分 子 间 作 用 力 的 过 程 和 最 终 的 形 式 较 复 杂 ；而 Ｔ ｎ — ｏ ｎ ｉ 势 函数 更 ａｇＴ ｅｎｅ ｓ 适 合 于描 述 低 密 度 氦 气 的性 质 。通 过 将 势 函数 的 物 理参 数 量 纲 １化 ，确 定 量 纲 １分 子 间 相 互 作 用 力 ， 目的 是 可 以在 随 后 的 分 子 动 力 学模 拟 中依 使 用 条 件 采 用 。
Ｓ ｈ ０ ｆ Ａ ｏｐ ｃ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ａ ｄ Ａｐｐ ｉｄ Ｍ ｅ ｈ ｎｃ ，Ｔｏ ｇ ｉ ｉｅｓｔ ｃ ｏ Ｚ０ ｒ ｓ ａ ｅＥｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｌｅ ｃ ａ ｉｓ ｎ ｊ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ２，Ｃｈｎ ） ｈ ｎ ｈ ｉ２ ０ ９ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｆｎｄ ａ ｐｒ ｐｒａ ｅ ｆ ｒ ｏ ｔ ｎｔａ ｕｎ ｔｏｎ ａ ｅ ｅ ｍ ｉ ｈｅ ｄ ｍｅ ｓ ｏ ｌ ｓ ｑ ｔｏ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｉ ｐ ｏ ｉｔ ｏ ｍ ｆｐｏ ｅ ｉｌｆ ｃ ｉ ｎｄ ｄ ｔ ｒ ｎｅ ｔ ｉ ｎ ｉ ｎ ｅ ｓｅ ｕａ ｉ ｎ