分子动力学模拟及其在材料中的研究进展汇总
分子动力学模拟研究进展
分子动力学模拟研究进展随着计算能力的不断提高，分子动力学模拟的计算规模和时间尺度也在不断扩大。
最近的研究进展主要涉及以下几个方面：第一，算法和计算方法的改进。
为了更准确地描述分子系统的行为，科学家们不断开发新的算法和计算方法。
例如，通过引入量子力学效应，可以更真实地模拟分子的振动和激发态行为。
同时，还有一些改进的技术，如并行计算和加速算法，可以大大提高计算效率。
第二，复杂系统的模拟。
分子动力学模拟最初主要针对简单的分子系统，如单个分子或小分子集合。
然而，现在科学家们可以模拟更大、更复杂的系统，如蛋白质、生物膜和纳米材料。
这些系统的模拟可以揭示其独特的结构、功能和相互作用，并为生物医学、纳米科学等领域的应用提供重要参考。
第三，多尺度模拟的发展。
系统的尺度不同，其行为也不同。
为了准确地模拟多尺度系统，科学家们不断发展多尺度模拟方法。
例如，对于大分子系统，可以将其划分为粗粒度模型，以减少计算复杂度。
同时，还可以结合分子动力学模拟和量子力学计算，以获得更全面的信息。
第四，模型验证和应用的拓展。
分子动力学模拟的准确性和可靠性一直是研究的关注点。
为了验证模拟结果的正确性，科学家们开展了大量的实验证明。
此外，分子动力学模拟在很多领域的应用也得到了拓展。
例如，在药物研发中，可以通过分子动力学模拟来预测药物与受体的相互作用和药效。
此外，还可以用于设计新材料、优化催化剂等。
总的来说，分子动力学模拟在过去几十年里取得了长足进展，并持续为科学研究和应用提供重要工具。
随着计算能力的进一步提高和方法的不断改进，相信分子动力学模拟在未来将有更广阔的应用前景。
分子动力学模拟在材料科学中的应用
分子动力学模拟在材料科学中的应用导言分子动力学模拟是一种基于牛顿力学和统计力学原理的计算模拟方法，通过模拟分子之间的相互作用，预测材料的物理性质和化学反应，广泛应用于材料科学领域。
本文将重点阐述分子动力学模拟在材料科学中的应用。
材料表面与界面的分子动力学模拟在材料科学中，表面和界面现象是重要的研究对象。
分子动力学模拟可以用于研究材料表面和界面的结构、动力学行为及相互作用。
例如，分子动力学模拟可以用于研究金属表面的化学反应，从而预测附加原子的类型和吸附位置。
此外，分子动力学模拟还可以研究液体与固体的相互作用，从而预测液体的界面张力、界面浓度等性质。
这些应用在表面科学和材料科学中具有重要的意义。
材料力学性能的分子动力学模拟除了表面和界面现象，分子动力学模拟还可以用于研究材料的力学性能。
例如，分子动力学模拟可以用于研究材料的力学强度和材料的形成和断裂。
此外，分子动力学模拟还可以用于预测材料的塑性和断裂机制。
这些应用在材料科学中具有重要的意义，可以帮助材料科学家设计更加坚固的材料。
材料电子结构的分子动力学模拟另一个分子动力学模拟在材料科学中的应用是研究材料的电子结构。
分子动力学模拟可以研究材料的电子结构，例如，材料的电导率和带隙。
分子动力学模拟还可以用于研究材料的光学性质，例如材料的吸收光谱和透射光谱。
这些应用在材料科学中具有重要的意义，可以帮助材料科学家设计更好的电子材料和光学材料。
材料热力学性质的分子动力学模拟最后，分子动力学模拟还可以用于研究材料的热力学性质。
分子动力学模拟可以用于研究材料的热膨胀系数、热导率和比热容等性质。
这些应用在材料科学中十分重要，可以有助于材料科学家优化材料的热学性能。
结论在本文中，我们探讨了分子动力学模拟在材料科学中的几个重要应用。
这些应用在材料科学领域中具有广泛的应用前景，并在材料科学领域中发挥着重要作用。
随着计算机科学技术的发展和分子动力学模拟方法的不断改进，我们相信分子动力学模拟在材料科学中的应用将会越来越广泛。
分子动力学模拟及其在材料中的研究进展
分子动力学模拟及其在材料中的研究进展分子动力学模拟是一种基于牛顿运动定律的计算方法，通过数值计算分子间相互作用力和分子运动轨迹，模拟物质的微观性质和宏观行为。
它可以提供关于物质结构、热力学性质、动态过程和相行为等方面的详细信息，从而在材料科学研究中起着重要作用。
近年来，分子动力学模拟在材料科学中的应用进展迅速。
首先，分子动力学模拟被广泛用于研究材料的力学性质。
通过对材料中原子/分子间相互作用力的建模，可以模拟材料在外力作用下的应力应变行为、力学性能和断裂行为等。
这对于材料强度、延展性和可塑性等机械性能的优化具有重要意义。
其次，分子动力学模拟可以用于研究材料的热力学性质。
通过模拟热力学过程，如晶体的热膨胀、相变行为、热导率等，可以了解材料的动态热学性质。
此外，还可以通过模拟材料中的缺陷、点缺陷和晶界等结构来研究材料的热力学行为。
第三，分子动力学模拟在研究材料的界面和表面性质方面也取得了显著进展。
分子动力学模拟可以揭示材料表面的吸附行为、分子扩散以及表面反应等动态过程，为设计和优化材料的界面和表面性能提供理论基础。
另外，分子动力学模拟还被广泛应用于研究材料的输运性质。
通过模拟分子在材料中的运动，可以研究材料的扩散行为、离子通道的选择性和电导行为等。
这对于研究材料的催化、电极反应等有重要意义。
除此之外，分子动力学模拟还被用于研究材料的电子结构和光学性质等。
通过模拟分子的电子态和光电激发过程，可以研究材料的电子结构和光学性质，从而为选择和设计功能材料提供理论依据。
总之，分子动力学模拟在材料科学研究中具有广泛的应用前景。
随着计算机硬件和软件的不断发展，分子动力学模拟的计算能力和精确度将会不断提高，为材料设计和优化提供更准确和可靠的理论指导。
分子动力学在材料科学中的应用汇总
分子动力学在材料科学中的应用汇总分子动力学（Molecular Dynamics, MD）是一种以分子为基本单位的计算模拟方法，可以研究材料的结构、动力学、热力学等性质。
分子动力学模拟已被广泛应用于材料科学领域，包括金属、陶瓷、聚合物、生物材料等各种材料体系。
下面将对分子动力学在材料科学中的应用进行详细汇总。
1.原子尺度结构和性质预测分子动力学可以模拟材料的结构和性质，包括晶体、非晶体、表面和界面等。
例如，通过模拟晶体生长的过程，可以预测晶体的形状、尺寸和缺陷分布。
此外，还可以模拟纳米颗粒的聚集和自组装过程，用于设计新型纳米材料。
2.界面和表面性质研究界面和表面在材料科学中起着重要作用，决定了材料的结构和性能。
分子动力学可以模拟材料的表面和界面，研究其结构、稳定性和反应性。
例如，可以研究液体-固体界面的界面张力、润湿性和反应动力学，揭示材料的界面性质对液体吸附、反应速率等方面的影响。
3.材料性能的模拟和预测4.材料的相变和相变动力学材料的相变对其结构和性能具有重要影响。
分子动力学可以模拟材料的相变过程，研究相变的机理和动力学。
例如，可以研究材料的熔化、凝固、固相转变等相变过程，并分析相变过程中的晶体缺陷和界面行为。
5.界面和材料的反应性研究6.材料的应力应变行为研究7.生物材料的性能研究分子动力学在生物材料研究中的应用也很广泛。
可以模拟蛋白质、核酸和糖等生物大分子的结构和功能，研究其折叠、稳定性和相互作用。
此外，还可以模拟生物材料的界面和相互作用，研究药物传递、细胞材料相互作用等非平衡过程。
总之，分子动力学作为一种基于精确原子尺度的计算模拟方法，在材料科学中有着广泛的应用。
它可以模拟材料的结构、动力学、热力学和反应行为，为材料设计和性能优化提供重要的理论指导和预测。
分子动力学模拟在纳米材料研究中的应用
分子动力学模拟在纳米材料研究中的应用近年来，随着纳米科技的发展，纳米材料研究受到了广泛的关注。
而在纳米材料研究中，分子动力学模拟作为一种重要的工具，被广泛运用于理解纳米材料的性质与行为。
本文将探讨分子动力学模拟在纳米材料研究中的应用，并从理论和实验两个方面进行论述。
一、理论方面1. 分子动力学模拟的基本原理分子动力学模拟是基于牛顿力学的一种计算模拟方法，通过数值计算的方式模拟物质在宏观尺度上的运动行为。
它以分子为基本单位，通过求解分子间相互作用力的运动方程，来揭示物质的结构、动力学和热力学性质。
2. 纳米材料的构建与模拟在分子动力学模拟中，首先需要构建纳米材料的模型。
对于晶体材料，可以使用周期性边界条件，通过复制单个晶胞来构建大尺寸的模拟体系。
对于非晶材料，可以使用随机排列的粒子来构建模拟体系。
3. 分子动力学模拟的算法与参数分子动力学模拟中常用的算法包括Verlet算法、Leap-Frog算法等。
同时，模拟过程中还需要定义分子的力场模型，包括势能函数、电荷分布等参数。
这些参数的选择对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
4. 纳米材料的物性研究通过分子动力学模拟，可以研究纳米材料的多种物性，如力学性质、热学性质、电学性质等。
例如，可以模拟纳米材料的拉伸、压缩、扭转等力学行为，来预测其力学性能。
此外，还可以计算纳米材料的热导率、热膨胀系数等热学性质。
二、实验方面1. 纳米材料制备与表征在纳米材料研究中，制备和表征纳米材料是不可或缺的环节。
通过合成方法，可以制备出具有特定形貌和尺寸的纳米材料样品。
而分子动力学模拟可以提供重要的参考，帮助选择实验制备的条件和参数。
2. 实验验证与对比分子动力学模拟的结果可以为实验提供重要的指导和解释。
在实验过程中，通过对比实验结果和模拟结果的差异，可以验证模拟的可靠性，并提供有关纳米材料行为的深入洞察。
3. 理论模型的拓展与修正分子动力学模拟也可以为实验提供理论模型的拓展和修正。
分子动力学模拟在材料科学中的应用研究
分子动力学模拟在材料科学中的应用研究随着科学技术的不断进步，计算机模拟技术在各个领域的应用也越来越广泛。
在材料科学领域中，分子动力学模拟技术被广泛运用。
它通过计算分子间的相互作用，模拟材料的热力学和力学行为，从而帮助科学家研究材料的结构、性质以及相互作用等方面的规律。
本文将重点介绍分子动力学模拟在材料科学中的应用研究。
一、分子动力学模拟技术的概述分子动力学模拟技术是一种基于牛顿定律的模拟方法，它以分子为基本单位，在模拟过程中考虑分子间的相互作用，并将其转化为分子运动的方程。
其基本原理是利用牛顿运动定律和哈密顿原理，分别求解分子系统的运动和能量，从而对分子间的相互作用和结构进行分析和预测。
二、分子动力学模拟技术在材料科学中的应用1. 新材料的研究分子动力学模拟技术可以在原子或分子的水平上，研究各种新型材料的性质，如导电性、热传导性、光学性质等。
通过改变原子、分子的种类及其相对位置，可以探索不同的材料的性质差异，为新材料的研究开辟一条新的途径。
2. 材料参数的研究分子动力学模拟还可以从分子水平分析材料材质的参数，包括杨氏模量、泊松比、热膨胀系数等。
分子动力学模拟能够在理论水平上预测材料的力学行为,对提高设计材料性能有重要意义。
3. 表面和界面的研究表面和界面性质是材料科学中的重点研究方向之一。
分子动力学模拟技术可以模拟表面和界面分子的结构和相互作用，分析分子激活、原子扩散、界面扩散、界面迁移等现象。
这将有助于科学家研究材料表面和界面的性质。
4. 自组装行为的研究自组装材料是物质之间自发形成的基本结构，其研究在生物材料及新材料的研究中有重要的作用。
分子动力学模拟技术可以帮助科学家研究材料自组装行为，如胶束的组装、晶体的形成和生长、聚集态结构等。
这将为生物材料和纳米材料的发展和应用提供重要的理论基础。
5. 开发材料模拟软件随着对分子动力学模拟技术的理解加深，已经出现了越来越多的材料模拟软件。
这些软件模拟研究材料的高温、高压、高速等条件下的行为，还可以在材料中添加其他元素和杂质，以模拟实际材料中的情况。
分子动力学模拟技术在材料科学中的应用实例分析
分子动力学模拟技术在材料科学中的应用实例分析随着科技的不断发展和进步，材料科学领域也在不断地进行着探索和尝试，以期望能够取得更大的突破和进步。
在这个过程中，分子动力学模拟技术被广泛应用，成为了研究材料科学的有效手段之一。
本文将结合实际应用例子，对分子动力学模拟技术在材料科学中的应用进行分析。
一、分子动力学模拟技术概述分子动力学模拟技术是指模拟一个分子体系在一定条件下的运动。
它可以通过计算机模拟在原子和分子水平上体系的演化，通过分析分子间相互作用以及运动轨迹等信息，从而提供有关于材料的性质和结构的信息。
它在材料科学领域中的应用非常广泛，可以用于研究材料的物理和化学性质、内在机制、尺度效应和表面反应等方面。
二、分子动力学模拟技术在材料科学中的应用实例1. 研究材料的力学性质通过分子动力学模拟技术的应用，可以使研究者更加深入地了解材料的力学性质，如弹性模量、应力-应变曲线等指标。
例如，顾洋教授团队采用分子动力学技术研究了不同含量的黏土纳米层板在水中的应力-应变曲线，并发现材料的弹性模量与板层数呈线性关系，这一发现对于材料的生产和应用具有重要的参考价值。
2. 研究材料的晶体结构和相变行为分子动力学模拟技术还可以在研究材料晶体结构和相变行为中发挥重要作用。
例如，在研究非晶态材料形成机制方面，部分学者将其转化为了一种玻璃形态模型，并通过模拟研究非晶态材料的基础力学行为，推导出了实验数据可验证的预测结果。
3. 研究材料的表面性质和反应行为分子动力学模拟技术可以帮助我们更加深入地了解材料的表面性质和反应行为，这对材料加工和应用具有重要意义。
例如，羟基磷灰石是现代医学和牙科学中常用的生物材料，研究者通过模拟研究发现，它的吸附和释放氟离子的机制主要涉及到水溶液中离子和磷灰石表面之间的相互作用，这一发现有望提高羟基磷灰石的性能，进一步推动生物医学材料的发展。
三、分子动力学模拟技术的发展趋势虽然分子动力学模拟技术在材料科学领域中的应用已经取得了显著成就，但是也仍然存在着一些待解决的问题。
分子动力学模拟技术在材料研发中的应用
分子动力学模拟技术在材料研发中的应用随着科学技术的不断发展，材料研发领域也得到了长足的进步。
其中，分子动力学模拟技术作为一种重要的工具，被广泛应用于材料研发的过程中。
本文将以分子动力学模拟技术在材料研发中的应用为主题，介绍其原理和具体应用案例，并探讨其在推动材料研发领域发展中的潜力与挑战。
分子动力学模拟技术是一种基于牛顿力学原理的计算方法，用于研究原子和分子的运动规律以及物质的性质，并模拟和预测材料在不同条件下的行为。
该技术基于构建分子体系的模型，通过数值计算方法模拟分子之间的相互作用和运动，进而得到材料的结构、动力学和热力学性质等信息。
相较于传统的实验方法，分子动力学模拟技术不受时间和空间限制，能够提供更详尽、详细的微观信息，并且不需要耗费大量的时间和资源，从而提高了材料研发的效率。
在材料研发的过程中，分子动力学模拟技术具有广泛的应用。
首先，它可以帮助研究人员解析和理解材料的物理和化学性质。
通过模拟材料的结构、能量、振动频率等特性，可以揭示材料的原子尺度行为，并深入探究微观尺度下的热力学和力学性质。
其次，分子动力学模拟技术可以用于优化和设计新型材料。
通过模拟不同条件下的材料行为，可以快速筛选出具有优良特性的候选材料，并指导实验设计和材料制备。
此外，分子动力学模拟技术还可以用于模拟材料的失效机制和耐久性，从而为材料的工程应用提供可靠的支持。
值得一提的是，分子动力学模拟技术的应用案例非常丰富。
例如，在材料的强度和韧性的研究中，研究人员可以通过模拟材料的断裂、塑性变形等行为，了解材料的结构演化和应力分布等信息，进而优化材料的强度和韧性。
在纳米材料的研究中，分子动力学模拟技术可以帮助揭示材料的尺寸效应、界面效应等特性，为纳米材料的应用提供理论指导。
此外，该技术还可以用于研究材料的热导率、电导率等输运性质，在能源材料和电子材料领域发挥重要作用。
尽管分子动力学模拟技术在材料研发中具有广泛的应用前景，但也面临一些挑战。
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《材料计算设计基础》学号：流水号：姓名：完成日期：分子动力学模拟及其在材料中的研究进展摘要：本文综述了分子动力学模拟技术的发展，介绍了分子动力学的分类、运动方程的求解、初始条件和边界条件的选取、平衡系综及其控制、感兴趣量的提取以及分子动力学模拟在材料中的研究进展。
关键词：分子动力学模拟平衡态系综金属材料感兴趣量径向分布函数引言科学工作者在长期的科学研究实践中发现，当实验研究方法不能满足研究工作的需求时，用计算机模拟却可以提供实验上尚无法获得或很难获得的重要信息；尽管计算机模拟不能完全取代实验，但可以用来指导实验，并验证某些理论假设，从而促进理论和实验的发展。
特别是在材料形成过程中许多与原子有关的微观细节，在实验中基本上是无法获得的，而在计算机模拟中即可以方便地得到。
这种优点使分子动力学模拟在金属材料研究中显得非常有吸引力。
分子动力学MD (Molecular Dynamics)模拟就是用计算机方法来表示统计力学，作为实验的一个辅助手段。
MD模拟就是对于原子核和电子所构成的多体系统，求解运动方程(如牛顿方程、哈密顿方程或拉格朗日方程)，其中每一个原子核被视为在全部其它原子核和电子作用下运动，通过分析系统中各粒子的受力情况，用经典或量子的方法求解系统中各粒子在某时刻的位置和速度，以确定粒子的运动状态，进而计算系统的结构和性质。
该模拟技术主要涉及粒子运动的动力学问题,与蒙特卡罗模拟方法(简称MC)相比,分子动力学是一种“确定性方法”,它所计算的是时间平均,而MC进行的是系综平均。
然而按照统计力学各态历经假设,时间平均等价于系综平均。
因此,两种方法严格的比较计算能给出几乎相同的结果。
经典的分子动力学方法是Alder等于1957年提出并首先在“硬球”液体模型下应用，发现了由Kirkwood在1939年根据统计力学预言的“刚性球组成的集合系统会发生有液相到结晶相的转变”。
后来人们称这种相变为Alder相变。
Rahman于1963年采用连续势模型研究了液体的分子动力学模拟。
1972年Less等发展了该方法并扩展了存在速度梯度的非平衡系统。
1980年Andersen等创造了恒压分子动力学方法。
1983年Gillan等将该方法推广到具有温度梯度的非平衡系统，从而形成了非平衡系统分子动力学方法体系。
1984年Nose等完成了恒温分子动力学方法的创建。
1985年针对势函数模型化比较困难的半导体和金属等，Car等提出了将电子论与分子动力学方法有机统一起来的第一性原理分子动力学方法。
1991年Cagin等[1]进一步提出了应用于处理吸附问题的巨正则系综分子动力学方法。
20世纪80年代后期，计算机技术飞速发展，加上多体势函数的提出与发展，使分子动力学模拟技术有了进一步的发展。
1. 分子动力学分类分子动力学的目标是研究体系中与时间和温度等有关的性质而不只是静力学模拟中研究的构型方面。
分子动力学假定原子的运动是由牛顿运动方程决定的，这意味着原子的运动是与特定的轨道联系在一起的。
分子动力学模拟的关键问题是原子间作用势的确定，主要是求解下述牛顿运动方程组。
其中M a为原子质量，R a为原子空间位置，t表示时间，Fα为原子间作用力。
N)。
确定原子间的相互作用力Fα，也就是确定原子间作用势E(R确定原子间作用势，必须知道相应的电子基态。
电子基态的计算是一个非常复杂的量子多体问题，即解多体薛定愕(Schrodinger)方程(式(2)):式中：E tot表示系统的总能量，r i表示第i电子的空间坐标，Ψ(r i，Rα)是系统波函数。
系统的哈密顿算子(Hamiltonian)H可表示为:其中P、p分别表示核和电子的动量算子，M、m分别表示核和电子的质量，α、β表示原子核的序号，Z表示电荷数。
式(3)右端第一、二项分别表示核和电子的动能，第三项表示电子间的相互作用势，第四项表示核和电子的相互作用势，第五项表示核间的相互作用势。
根据Born-Oppenheimer近似(电子云结构受核运动的影响极小)，系统的薛定愕方程可分离为原子核薛定愕方程和电子薛定愕方程。
而电子薛定愕方程进一步可写为:其中Ψ(r i，Rα)为电子的波函数，E(Rα)的物理意义是核静止时系统的基态能量，是核坐标R。
的函数，可以理解为原子间作用势。
当Fα确定时，就可以通过求解牛顿运动方程分析系统的力学行为。
事实上，求解薛定愕方程是非常困难的，因此通常是通过试验拟合或半经验解法得到原子间作用势，然后求得系统能量。
也就是说，分子动力学模拟通常是经验或半经验的。
根据对原子间作用势不同的简化处理方法，分子动力学可划分为经典分子动力学和现代分子动力学。
（1）经典分子动力学经典分子动力学(ClassicalMD)通过实验结果或经验模型确定原子间作用势，计算量较小，可以解决较大规模的问题，但是可移植性(Transferability)差。
针对不同的问题，可能需要确定不同的经验参数。
在20世纪80年代以前，分子动力学模拟一般都采用对势模型(Pairpotential)，该模型仅考虑近邻原子间的库仑作用力和短程相互作用，并认为系统能量为各粒子能量总和。
对势可以比较好地描述除金属和半导体以外的几乎所有无机化合物。
比较常用的对势有硬球势、Lennard-Jones(LJ)势、Morse势、Johnson势等，它们在特定的问题中均有各自的优越性。
实际上，在多原子体系中一个原子的位置不同将影响空间一定范围内的电子云分布，从而影响其他原子之间的有效相互作用，因此，人们开始考虑粒子间的多体作用(Many-bodyeffects)，构造出多体势结构。
多体势于20世纪80年代初期开始出现，Daw等在1984年首次提出了嵌人原子法(Embedded-atommethod,EAM),EAM势很好地描述了金属原子之间的相互作用，是描述金属体系最常用的一种势函数。
对于由共价键结合的有机分子以及半导体材料并不适用。
为更好描述各种含有共价键作用的物质，人们考虑了电子云的非球形对称，将EAM势推广到共价健材料。
为此，Baskes等提出了修正嵌人原子核法(MEAM)。
从某种意义上说这个模型是半经验的，因为它从局域电子密度观点出发解决全部问题，使用的参数有从实验中获得的数据(如晶格常数、转变能、体积弹性模量、弹性系数等)。
（2）现代分子动力学为了克服传统分子动力学可移植性差这一缺陷，人们考虑直接从量子力学(Quantummechanics,QM)轨道理论出发获取原子间作用势。
基于QM的分子动力学称之为现代分子动力学(ModernMD)，也称之为从头分子动力学(Abinitiomolec- ulardynamics,AIMD)。
密度泛函分子动力学(DFMD)和第一原理分子动力学(FPMD)是比较常用的。
DFMD是基于量子力学密度泛函理论(Densityfunctionaltheory)，直接从量子力学基本原理考虑电子云结构，模拟更为准确，可移植性更好，但计算量大。
密度泛函理论是在量子理论基础上建立起来的，从波函数出发定义电子的密度，赋予波函数确切的物理意义，通过求解Schrodinger方程，确定电子的密度，再根据能量与密度的关系给出系统的能量。
第一原理分子动力学(First-principlesmoleculardynamics,FPMD)是利用第一原理法对电子结构进行计算，解决材料中各元素间的成键、结合和相稳定性，材料的力学行为与电子结构和成键性质、电荷分布的主要方向等。
Smargiassi等给出了一种FPMD算法，它把系统总能量进一步细分为8个部分，并利用各部分现成的显式结果，只有凡由LDA得到。
这种方法最关键的一点是计算中不需要波函数的显式结构，使其计算量大大减小。
对于不同的应用对象原子间势函数的势参数互不相同，势参数的确定一般有3种方法:①通过实验值(如晶格常数、弹性常数、内聚能和空位形成能等)拟合势参数；②通过蒙特卡罗方法确定势参数；③通过基于量子力学得到的各种微观信息来确定势参数。
2. 运动方程的求解在分子动力学中，系统中原子的一系列位形是通过牛顿运动方程积分得到的。
为了得到原子的运动，一般采用各种有限差分法来求解运动方程。
常用的几种算法如下:(1) Verlet算法是一种目前应用最广泛的数值积分求解运动方程组的算法。
由系统的哈密顿量可以推导出牛顿方程形式的运动方程组:令则可以得到如下差分方程组的形式:由空间坐标可以算出粒子的运动速度为:令则(8)式可以写为:利用上式则可以在计算中得到同一时间步上的空间位置和速度，并且提高了数值计算的稳定性。
(2) Swope提出的Velocity-Verlet算法可以同时给出位置、速度与加速度，并且不牺牲精度。
这种算法的优点是给出了显式速度项，并且计算量适中，目前应用比较广泛。
3. 分子动力学模拟的初始条件和边界条件系统的初始位形和初始速度可通过实验数据、理论模型或两者的结合来确定。
如果模拟系统无固定晶格结构，则每个原子的位置可用舍选法或Petropolis 等方法从初始密度分布n(r)得到；每个原子的初速度可从初始温度分布T c(r)下的Maxwell-Boltzmann分布来随机选取。
对于流体分子系统，粒子的初始速度按高斯分布来选取比较合理。
物体的宏观性质是大量粒子的统计行为，模拟系统的粒子数必须非常大才能准确地再现系统的行为。
分子动力学模拟采用周期性边界条件的假定。
取模拟系统为中心元胞，一般为立方体，体系中含有几百至上万个粒子，使中心元胞在三维空间上重复排列，于是系统粒子￡的象粒子将在三维空间周期性出现，体系势能包括粒子与象粒子间的相互作用在内。
应用周期性边界条件后，整个体系就变得粒子数赝无限了。
周期性边界条件是一个近似，它给体系强加一个实际并不存在的长程序，如果是带电粒子系统还会人为造成极化。
显然元胞所含粒子数N不能太小，否则将因边界条件的影响而极大地偏离实际情况。
4. 分子动力学模拟的系综在分子动力学模拟方法的应用中，存在着对两种系统状态的MD模拟。
一种是对平衡态的MD模拟，另一种是对非平衡态的MD模拟，两者的差别在于平衡系统的感兴趣量及边界条件与时间无关。
为了准确反映实际的物理过程，分子动力学模拟总是在一定的系综下进行，具体有微正则系综，即体系的原子数(N)、体积(V)和能量(E)都保持不变；正则系综，即体系的原子数(N)、体积(V)和温度(T)都保持不变，并且总动量为零(P=0)；等温等压系综，即系统的原子数(N)、压力(P)和温度(T)都保持不变；等压等烩系综，即保持系统的原子数(N)、压力(P)和熔值(H)都不变。
5. 感兴趣量的提取求出模拟系统中原子在相空间的轨迹后，应用统计物理原理即可得到系统的宏观特性和结构特点。