
【化】 molecular simulation
element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule
imitate; simulate; simulation
【计】 A; analog; analogy; breadboarding; imitator; modeling; simulation
【化】 simulation
【医】 mimesis; mimicry; mimosis
【经】 simulation
分子模拟(Molecular Simulation) 是从原子与分子层面出发,利用计算机模型模拟物质结构、运动及相互作用,进而预测其物理化学性质的计算科学方法。其英文对应术语为"Molecular Simulation",强调通过数值计算重现或预测分子体系的行为。
基于牛顿力学,通过求解原子运动方程模拟分子随时间的演化轨迹,分析构象变化、扩散行为等动态性质。经典力场(如AMBER、CHARMM)描述原子间相互作用。
基于统计力学,通过随机采样分子构型计算体系热力学性质(如自由能、相平衡),适用于平衡态研究。
依赖量子力学与统计力学基础:
$$hat{H}Psi = EPsi$$
$$P_i propto e^{-E_i/k_BT}$$
权威参考来源
分子模拟是一种通过计算机模型和物理理论模拟分子行为的技术,其核心在于将复杂的分子体系简化为可计算的模型,从而研究结构、动力学及热力学性质。以下是详细解释:
分子模拟利用量子力学、分子力学或分子动力学等方法,在原子层面构建模型,预测分子运动、相互作用及宏观性质演变。它兼具理论与实验的双重属性,可作为两者间的桥梁,通过数值计算验证假设或补充实验难以观测的原子级细节。
经典分子动力学(MD)
基于牛顿力学模拟原子运动轨迹,通过力场描述相互作用,适用于大规模体系(如蛋白质折叠、材料科学)。优势在于可处理百万原子级系统,但无法描述化学键断裂/形成。
量子力学模拟(QM)
基于薛定谔方程精确计算电子行为,适用于化学反应、电子转移等场景(如密度泛函理论DFT),但计算量极大,仅限小体系(数百原子内)。
混合方法(QM/MM)
将体系分为量子力学处理的活性区域和经典力场描述的非活性区域,平衡精度与效率。
如需进一步了解具体技术细节或案例,、等来源。
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