火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬的案例
使用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬器(FDS)完成火災(zāi)CFD模擬課程（英） ￥15
使用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬器(FDS)完成火災(zāi)CFD模擬課程（英）
發(fā)布于2026年3月
MP4 | 視頻：h264, 1920x1080 | 音頻：AAC, 44.1 KHz, 雙聲道
語(yǔ)言：英語(yǔ) | 時(shí)長(zhǎng)：12小時(shí)45分鐘 | 大小：9.42 GB
**FDS實(shí)用火災(zāi)建模 — 熱釋放速率、暖通空調(diào)、控制系統(tǒng)及高級(jí)CFD應(yīng)用**
**您將學(xué)到什么**
- 使用FDS和 PyroSim 構(gòu)建完整的火災(zāi)模擬模型，從幾何設(shè)置到結(jié)果解讀。
- 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化計(jì)算網(wǎng)格，并利用特征火災(zāi)直徑計(jì)算合適的單元尺寸。
- 定義材料、反應(yīng)、組分和表面，以準(zhǔn)確模擬火災(zāi)增長(zhǎng)和煙氣行為。
- 布置和配置測(cè)量裝置，用于測(cè)量溫度、能見(jiàn)度、煙氣層高度、熱釋放速率和流量。
**課程要求**
- 具備傳熱學(xué)和流體力學(xué)等工程基礎(chǔ)的基本理解會(huì)有幫助，但非強(qiáng)制要求。
- 無(wú)需具備FDS或PyroSim的先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。課程循序漸進(jìn)地涵蓋基礎(chǔ)知識(shí)和高級(jí)概念。
- 需要一臺(tái)能夠運(yùn)行PyroSim和FDS模擬的計(jì)算機(jī)。
- 必須具備學(xué)習(xí)計(jì)算火災(zāi)建模并應(yīng)用工程判斷的意愿。
**課程描述**
火災(zāi)建模在性能化消防安全設(shè)計(jì)中已不再是可選項(xiàng) — 它是必不可少的。
這門關(guān)于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬器(FDS)的完整專業(yè)課程，將帶您從零基礎(chǔ)走向高級(jí)實(shí)際火災(zāi)建模應(yīng)用。無(wú)論您是消防工程師、CFD工程師、機(jī)械工程師、安全顧問(wèn)還是研究人員，本課程旨在讓您在構(gòu)建、運(yùn)行和解讀火災(zāi)模擬方面具備專業(yè)能力。
我們從火災(zāi)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、燃燒原理以及理解FDS工作原理所需的CFD基礎(chǔ)知識(shí)開始。
展開 BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梁?jiǎn)卧狝baqus壓縮仿真模擬-顯示動(dòng)力學(xué)質(zhì)量縮放 ￥19.89
本文通過(guò)abaqus顯示動(dòng)力學(xué)的方法對(duì)BCC結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮仿真模擬，同時(shí)為減小計(jì)算量，采用梁?jiǎn)卧?em>模擬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，壓頭設(shè)置為剛性面，添加質(zhì)量縮放，加快運(yùn)算速度，為點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點(diǎn)陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實(shí)體，然后對(duì)實(shí)體進(jìn)行處理，得到點(diǎn)陣單胞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。
b.建立單胞BCC梁?jiǎn)卧c(diǎn)陣模型,然后進(jìn)行刪除面的操作，得到單胞BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，接下來(lái)進(jìn)行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點(diǎn)陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設(shè)置參考點(diǎn)，模擬萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)壓頭，剛性單元不參與計(jì)算，不影響計(jì)算結(jié)果，加快運(yùn)算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗(yàn)進(jìn)行裝配，從上到下依次為壓板-點(diǎn)陣-壓板。
3.設(shè)置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應(yīng)力應(yīng)變值見(jiàn)下表所示。
設(shè)置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設(shè)置。
4.設(shè)置分析步Dynamic,Explicit，時(shí)間設(shè)置為5s，以每秒1mm的速度進(jìn)行壓縮模擬，開啟質(zhì)量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
5.設(shè)置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數(shù)為0.3，設(shè)置通用接觸。
以下部分為付費(fèi)部分
展開 基于GROMACS的冰的拉伸分子動(dòng)力學(xué)模擬
圖4 拉伸過(guò)程冰晶胞的變化
圖5 拉伸過(guò)程冰晶胞的能量變化
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)GROMACS分子動(dòng)力學(xué)模擬，本案例成功探究了冰晶胞拉伸的演變過(guò)程。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程師來(lái)說(shuō)，本案例提供了一個(gè)有力的工具，可以為解決實(shí)際問(wèn)題提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
最后，有相關(guān)需求歡迎通過(guò)公眾號(hào)"320科技工作室"與我們聯(lián)絡(luò)。
分子動(dòng)力學(xué)模擬-礦物表面潤(rùn)濕性
關(guān)鍵詞：頁(yè)巖油，分子動(dòng)力學(xué)，lammps，gromacs，界面張力，最小混相壓力
摘要：分子模擬方法在探究納米尺度下分子間相互作用方面展現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此，本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，研究礦物表面潤(rùn)濕性。
通過(guò)我這套LAMMPS, GROMACS代碼，你可以實(shí)現(xiàn)不同氛圍氣體，不同溫度下的潤(rùn)濕性-接觸角計(jì)算。這套代碼還可以把氣體換成油，水中加入表面活性劑，助溶劑，離子等，進(jìn)行研究。
MS，LAMMPS，GROMACS均可以實(shí)現(xiàn)，這里介紹LAMMPS，GROAMCS流程。
1，初始模型構(gòu)建：初始模型是氣-水-壁面模型，使用PACKMOL構(gòu)建，使用lammps也可以用lammps建模
2，選擇力場(chǎng)：CO2可用TRAPPE，EPM2力場(chǎng)，H2O用SPC/E力場(chǎng)，油用OPLS-AA力場(chǎng)，黏土礦物用clayff力場(chǎng)
3，進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬：能量最小化-平衡動(dòng)力學(xué)-生產(chǎn)動(dòng)力學(xué)
4，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可分析密度分布，擴(kuò)散系數(shù)，相互作用力參數(shù)等
5，提供LAMMPS in文件，data文件; GROMACS：mdp，top，inp，pdb，gro，xtx等文件
首先設(shè)置一個(gè)初始尺寸較大的模擬盒子，如圖1所示。
體系設(shè)置為NVT系綜，可以設(shè)置多個(gè)溫度，觀察溫度的影響。壓力由氣體數(shù)量決定。麻煩點(diǎn)可以在體系上面加一個(gè)板子，用NEMD壓板子。這個(gè)體系8ns就穩(wěn)定了。
圖2是 6ns的穩(wěn)定構(gòu)象。
圖3 是接觸角的二維密度分布。
圖4 是密度分布，還可分析相互作用能
圖5 顯示了親水礦物可能不存在接觸角
圖6-圖7 是溫度-壓力對(duì)接觸角的影響。
展開 
Abaqus顯示動(dòng)力學(xué)模擬臺(tái)球撞擊案例教學(xué) ￥9.99
六、總結(jié)
本案例通過(guò)Abaqus顯示動(dòng)力學(xué)模塊設(shè)置兩步分析步，完整模擬了“球桿撞擊臺(tái)球A-臺(tái)球A撞擊臺(tái)球B”的全流程，新增球桿退場(chǎng)設(shè)置避免了結(jié)果干擾，涵蓋多步驟分析步配置、分階段載荷施加、多接觸對(duì)管控等關(guān)鍵操作。學(xué)習(xí)者通過(guò)本案例可掌握多階段瞬態(tài)撞擊問(wèn)題的模擬思路，深入理解分步驟分析中載荷銜接、時(shí)間周期匹配的核心要點(diǎn)，以及顯示動(dòng)力學(xué)在復(fù)雜多體交互問(wèn)題中的應(yīng)用技巧。在實(shí)際應(yīng)用中，可通過(guò)調(diào)整兩步分析步的時(shí)間周期、球桿運(yùn)動(dòng)參數(shù)等拓展模擬場(chǎng)景，進(jìn)一步提升Abaqus軟件的綜合應(yīng)用能力。
七、附件說(shuō)明
(1) 完整教學(xué)文檔：《Abaqus顯示動(dòng)力學(xué)模擬臺(tái)球撞擊案例教學(xué).pdf》，包含本案例全流程的詳細(xì)圖文講解、操作步驟及注意事項(xiàng)補(bǔ)充。
(2) 模型文件：taiqiu.cae，為案例的Abaqus原生模型文件，可直接用Abaqus軟件打開，包含所有部件、材料、裝配、分析步等設(shè)置。
(3) 輸入文件：taiqiu.inp，Abaqus分析的輸入文件，可用于提交計(jì)算或二次修改模型參數(shù)。
(4) 結(jié)果文件：taiqiu.odb，案例計(jì)算完成后的結(jié)果文件，可直接用于后處理分析，查看應(yīng)力、速度等關(guān)鍵物理量分布及曲線。
展開 分子動(dòng)力學(xué)模擬介紹
分子動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介：
分子動(dòng)力學(xué)方法是一種計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)方法，是研究凝聚態(tài)系統(tǒng)的有力工具。該技術(shù)不僅可以得到原子的運(yùn)動(dòng)軌跡，還可以觀察到原子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各種微觀細(xì)節(jié)。它是對(duì)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的有力補(bǔ)充。廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物物理和藥物設(shè)計(jì)等。經(jīng)典MD模擬，其系統(tǒng)規(guī)模在一般的計(jì)算機(jī)上也可達(dá)到數(shù)萬(wàn)個(gè)原子，模擬時(shí)間為納秒量級(jí)。2006年進(jìn)行了三千二百億個(gè)原子的模擬（IBMlueGene/L）。
分子動(dòng)力學(xué)總是假定原子的運(yùn)動(dòng)服從某種確定的描述，這種描敘可以牛頓方程、拉格朗日方程或哈密頓方程所確定的描述，也就是說(shuō)原子的運(yùn)動(dòng)和確定的軌跡聯(lián)系在一起。在忽略核子的量子效應(yīng)和Born-Oppenheimer絕熱近似下，分子動(dòng)力學(xué)的這一種假設(shè)是可行的。所謂絕熱近似也就是要求在分子動(dòng)力學(xué)過(guò)程中的每一瞬間電子都處于原子結(jié)構(gòu)的基態(tài)。要進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬就必須知道原子間的相互作用勢(shì)。
在分子動(dòng)力學(xué)模擬中，我們一般采用經(jīng)驗(yàn)勢(shì)來(lái)代替原子間的相互作用勢(shì)，如Lennard-Jones勢(shì)、Mores勢(shì)、EAM原子嵌入勢(shì)、F-S多體勢(shì)。然而采用經(jīng)驗(yàn)勢(shì)必然丟失了局域電子結(jié)構(gòu)之間存在的強(qiáng)相關(guān)作用信息，即不能得到原子動(dòng)力學(xué)過(guò)程中的電子性質(zhì)。
詳細(xì)介紹請(qǐng)見(jiàn)附件。
2、分子模擬的三步法和大致分類
三步法：
第一步：建模。包括幾何建模，物理建模，化學(xué)建模，力學(xué)建模。初始條件的設(shè)定，這里要從微觀和宏觀兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。
第二步：過(guò)程。這里就是體現(xiàn)所謂分子動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)的地方。包括對(duì)運(yùn)動(dòng)方程的積分的有效算法。對(duì)實(shí)際的過(guò)程的模擬算法。關(guān)鍵是分清楚平衡和非平衡，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)以及準(zhǔn)靜態(tài)情況。
第三步：分析。這里是做學(xué)問(wèn)的關(guān)鍵。你需要從以上的計(jì)算的結(jié)果中提取年需要的特征，說(shuō)明你的問(wèn)題的實(shí)質(zhì)和結(jié)果。因此關(guān)鍵是統(tǒng)計(jì)、平均、定義、計(jì)算。
展開 利用LAMMPS 實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱的分子動(dòng)力學(xué)模擬
LJ體系的熱導(dǎo)率模擬
1.1.問(wèn)題描述
1.2模型說(shuō)明
具體模型如圖1.1所示。本次模擬采用LJ約化單位，晶體為面心立方結(jié)構(gòu)，晶格參數(shù)為0.6，沿x（100）、y（010）方向?yàn)?0倍晶格長(zhǎng)度，z（001）方向?yàn)?0倍晶格長(zhǎng)度。采用compute chunk/atom將模型沿著z方向分成20塊，設(shè)置底端0-1倍晶格長(zhǎng)度為熱端，中間10-11為冷端。模擬溫度為1.35。先讓模型在該溫度下NVT弛豫1000步。然后再使用NVE系綜，冷熱源采用langevin控溫。熱端設(shè)置為1.7，冷端設(shè)置為1.0，弛豫到熱源和冷源的溫差達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。這時(shí)整體的熱流基本也達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)再繼續(xù)運(yùn)行20000步，統(tǒng)計(jì)冷源和熱源的動(dòng)能轉(zhuǎn)移和溫度分布情況，用以計(jì)算熱導(dǎo)率。
圖1.1：晶體模型示意圖
1.3結(jié)果整理與分析
在最后一1000步的溫度梯度和溫差波動(dòng)如圖1.2所示，可以明顯看出熱端和冷端的溫度差，熱流保持著相對(duì)穩(wěn)定的狀體。由于本次計(jì)算采用周期性體系，因此溫度呈現(xiàn)V形分布。具體熱導(dǎo)率的計(jì)算過(guò)程為：
（1） 熱流密度計(jì)算:
總轉(zhuǎn)移能量為(Q)：參與能量轉(zhuǎn)移的原子數(shù)*(熱端轉(zhuǎn)移能量-冷端轉(zhuǎn)移能量）/2；
總計(jì)算時(shí)間為(t)：時(shí)間步長(zhǎng)*運(yùn)行步數(shù)
截面積：lx*ly
熱流密度:
(2) 溫度梯度計(jì)算：
平均溫差(dt)：0.57；
溫度梯度（考慮周期性）：dt/2/lz
因此本次計(jì)算的熱導(dǎo)率為3.39
圖1.2：最后一1000步的溫度梯度（左）和模擬過(guò)程中的溫差波動(dòng)
最后,歡迎通過(guò)公眾號(hào)"320科技工作室"聯(lián)系我們.
展開 分子動(dòng)力學(xué)仿真模擬
圖1：利用分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算的材料（此材料為Cr2O3固體）各種機(jī)械性質(zhì)。
2. 熱力學(xué)性能：聲子態(tài)密度，比熱容（等容或等壓），熔點(diǎn)，熱膨脹系數(shù)（1D-3D），等溫壓縮系數(shù)，熱導(dǎo)率（僅限非金屬材料，例如石墨烯等），等等。
圖2：利用分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算的材料（此材料為銅-銀納米顆粒）熱力學(xué)各性質(zhì)。
· 各尺度材料的動(dòng)力學(xué)過(guò)程模擬與研究：
1. 材料的融化過(guò)程：例如金屬納米顆粒，高熵合金，等等。
圖3：利用分子動(dòng)力學(xué)模擬的銅銀納米顆粒以及鋁-銅-鐵-鉻-鎳高熵合金納米顆粒的融化過(guò)程。
2. 顆粒在不同條件下的燒結(jié)過(guò)程：例如不同溫度，壓力 ，顆粒的大小，等等。
圖4：利用分子動(dòng)力學(xué)模擬的銅銀納米顆粒及納米線在不同溫度下的燒結(jié)過(guò)程
3. 焊接過(guò)程：例如, 鎳、鋁納米顆粒與Inconel 718合金的浸潤(rùn)或者焊接過(guò)程
圖5：利用分子動(dòng)力學(xué)模擬的鎳納米顆粒在鎳基板上的浸潤(rùn)過(guò)程以及焊接Inconel 718合金的過(guò)程
4. 固相或液相擴(kuò)散過(guò)程：例如θ’-Al2Cu沉積相在鋁合金中的擴(kuò)散及生長(zhǎng)，可計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散激活能等。
圖6：利用分子動(dòng)力學(xué)模擬的θ′-Al2Cu在鋁合金中的擴(kuò)散過(guò)程。
來(lái)源：海納有限元服務(wù)號(hào)
展開 《車輛動(dòng)力學(xué)模擬及其方法》
【目錄】
第一章 離散系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
1.1 引言
1.2 單自由度系統(tǒng)
1.3 多自由度系統(tǒng)
1.4 從控制工程角度看復(fù)數(shù)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)
1.5 附錄
第二章 隨機(jī)振動(dòng)
2.1 基礎(chǔ)論述
2.2 路面不平度的功率譜密度
2.3 計(jì)算實(shí)例
2.4 系統(tǒng)基礎(chǔ)理論
2.5 參考文獻(xiàn)
第三章 垂向動(dòng)力學(xué)
3.1 四分之一汽車模型與路面激勵(lì)
3.2 隨機(jī)激勵(lì)下汽車垂向模型
3.3 汽車部件垂向動(dòng)力學(xué)
3.4 垂向動(dòng)力學(xué)的其它簡(jiǎn)單線性模型
3.5 參考文獻(xiàn)
第四章 縱向動(dòng)力學(xué)
4.1 縱向動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程
4.2 行駛阻力
4.3 行駛極限
4.4 切向力圖
4.5 制動(dòng)器（能量關(guān)系）
4.6 瞬時(shí)的加速與減速過(guò)程
4.7 參考文獻(xiàn)
第五章 橫向動(dòng)力學(xué)以及單軌模型
……
第六章 輪胎
第七章 模糊控制學(xué)
展開 分子動(dòng)力學(xué)模擬LAMMPS實(shí)戰(zhàn)研修
LAMMPS分子動(dòng)力學(xué)核心技術(shù)實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)班
2020年10月30日—— 2020年11月2日 (線上直播)
課程目標(biāo)：
1. LAMMPS分子動(dòng)力學(xué)理論與軟件操作培訓(xùn)，邊講解邊實(shí)踐操作。
2. 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員熟練掌握LAMMPS分子動(dòng)力學(xué)的原理、方法、軟件操作。
3. 學(xué)員基本具備獨(dú)立完成LAMMPS分子動(dòng)力學(xué)的論文及實(shí)際科研工程的能力。
課程大綱
一、Lammps基礎(chǔ)與原理
MD模擬的基本邏輯思路
Lammps軟件學(xué)習(xí)框架
Lammps研究的幾方面重要資源
二、In文件的基本邏輯框架、基本命令
三、Lammps建模與進(jìn)階
四、用Lammps模擬具體物理問(wèn)題（應(yīng)用中存在的問(wèn)題）
五、用Lammps輸出研究所需要的數(shù)據(jù)信息
六，Lammps大量實(shí)例練習(xí)賞析（已發(fā)表文章）
七、LAMMPS高級(jí)研修及案例操作
另有
《分子動(dòng)力學(xué)材料模擬》10月15---10月18日
有意者隨時(shí)聯(lián)系！
【咨詢電話】報(bào)名聯(lián)系方式：
李連杰(老師) 手機(jī)：13311241619 電話：010-56129268
備注：可以開具培訓(xùn)費(fèi)、會(huì)議費(fèi)、資料費(fèi)
lammps分子動(dòng)力學(xué)QQ群號(hào):753267868
分子動(dòng)力學(xué)材料模擬QQ群群號(hào)：624464591
（加群備注：李連杰老師邀請(qǐng)）
展開 分子動(dòng)力學(xué)模擬 心得 適合新手
在完成了這些，可以說(shuō)你已經(jīng)把最主要的分子動(dòng)力學(xué)程序都完成了。
那么，接下來(lái)就是復(fù)雜的分子動(dòng)力學(xué)算法了，試著選擇PR算法來(lái)代替Anderson壓強(qiáng)算法，然后選擇Metric-tensor來(lái)代替PR算法；選擇 Nose-Poincare來(lái)代替Nose-Hoover算法，選擇Generalized-Leap-Frog算法來(lái)替代預(yù)測(cè)校正算法，用Wolf來(lái)替代Ewalds算法，這些一步步的改進(jìn)都會(huì)讓你有很多新的發(fā)現(xiàn)。你會(huì)覺(jué)得你的程序達(dá)到了現(xiàn)在大部分軟件包沒(méi)有的功能。隨著規(guī)模的增大，你可以選擇 Verlet列表，原胞列表、結(jié)合法以及快速排序來(lái)實(shí)現(xiàn)鄰位算法，如果再有了openmp并行計(jì)算的加入，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你的程序已經(jīng)有了一個(gè)質(zhì)的突破。
當(dāng)這些都完成了以后，接下來(lái)就可以改變勢(shì)函數(shù)來(lái)模擬不同的材料了，而且你對(duì)分子動(dòng)力學(xué)的理解也會(huì)上升到一個(gè)新的高度，此外，其余相關(guān)的結(jié)果也不會(huì)是問(wèn)題了，例如，彈性模量的計(jì)算，MSD，徑向分布函數(shù)等等。你可以直接的加入代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)你想要的過(guò)程。
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（轉(zhuǎn)）分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果欣賞
（轉(zhuǎn)）分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果欣賞
腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散行為的分子動(dòng)力學(xué)模擬
關(guān)鍵詞：Materials Studio，分子動(dòng)力學(xué)模擬，均方位移，擴(kuò)散系數(shù)
內(nèi)容摘要：
? 腐蝕是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)極為突出的問(wèn)題，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。在眾多的防腐蝕措施之中，添加緩蝕劑是廣泛采用的方法之一。
? 常用的緩蝕劑主要為吸附型緩蝕劑，它可穩(wěn)定吸附在金屬表面并在金屬表面形成致密的保護(hù)膜，阻礙腐蝕介質(zhì)向金屬表面遷移擴(kuò)散，以達(dá)到抑制或延緩腐蝕的目的。
計(jì)算方法：本文所有模擬工作均由 Accelrys 公司開發(fā)的Materials Studio 軟件包完成，力場(chǎng)為 COMPASS力場(chǎng)，它能夠準(zhǔn)確給出孤立體系和凝聚態(tài)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。
利用 Visualizer 模塊構(gòu)建基礎(chǔ)分子模型
腐蝕介質(zhì)粒子：HCO3- 、H3O+、H2O以及咪睉啉類緩蝕劑分子
建立界面模型
利用 amorphous cell 模塊分別構(gòu)建包含緩蝕劑分子的無(wú)定形組織結(jié)構(gòu)，采用(NVT)進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，平衡后統(tǒng)計(jì)體系密度的平均值，并把該值作為計(jì)算體系中緩蝕劑膜的密度。模擬體系由三層結(jié)構(gòu)組成:第一層為 Fe(001)面；第二層為包含80個(gè)緩蝕劑分子和1個(gè)腐蝕介質(zhì)粒子的無(wú)定形組織結(jié)構(gòu)；第三層是厚度為 2nm的真空層。如圖為本文模擬所需的計(jì)算模型：
模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化
使用Forcite 模塊對(duì)上述模型分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使其達(dá)到最佳的模型結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的能量體系。
展開 關(guān)于分子動(dòng)力學(xué)模擬的入門書籍
入門階段，首先你要知道你想做什么，最好是找個(gè)看起來(lái)不太難的文章照著把里面的模擬自己重復(fù)一遍。因?yàn)槿?em>模擬大都是用一些軟件來(lái)進(jìn)行的，因此你首先需要的是學(xué)會(huì)一些軟件的使用，常用的生物分子模擬軟件包括：Gromacs、Amber 和 NAMD 等等，材料有關(guān)的模擬還有 Lammps 等軟件。學(xué)這些東西的時(shí)候首先主要是要知道模擬的基本流程以及實(shí)現(xiàn)的方法，包括怎樣搭建模擬的體系、各種文件格式的轉(zhuǎn)換、系綜與盒子的選擇、水及離子、能量極小化等等，等到模擬的軌跡出來(lái)怎樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，等到之后還可以學(xué)習(xí)軟件里面的一些插件，例如一些加速采樣的方法等等。
自己學(xué)一種語(yǔ)言的話，在初期，做 MD 比較重要的是腳本語(yǔ)言，包括 Shell 腳本或者其它你自己喜歡的腳本。因?yàn)樽罱K你還是不太可能完全在自己的電腦上跑程序的，所以要有一個(gè)你自己用得比較熟的、能對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的語(yǔ)言，我覺(jué)得 Python 是很適合的，而且里面的 Prody，Matplotlib 等等各種包都非常好用。
入門之后，如果希望自己通過(guò)一些量子化學(xué)的計(jì)算結(jié)果去調(diào)整和修改現(xiàn)有的力場(chǎng)，那么需要能看懂其他人的代碼，這種時(shí)候很可能會(huì)需要能讀懂 Fortran 的代碼。如果自己喜歡做一些簡(jiǎn)化模型自己弄著玩，用 Python 之類的寫起來(lái)是簡(jiǎn)單，但是效率太低，還是需要會(huì)一點(diǎn)點(diǎn) C 或者 C++，當(dāng)然語(yǔ)言只是一方面，更重要的是自己要結(jié)合實(shí)際的體系做一些最簡(jiǎn)單的優(yōu)化。
相比起書籍來(lái)，還可以關(guān)注一些做模擬的學(xué)術(shù)們聚集的論壇和社區(qū)，例如：小木蟲、分子模擬論壇、ResearchGate 等等。
展開 基于GROMACS的電場(chǎng)下水球行為分子動(dòng)力學(xué)模擬
關(guān)鍵詞：GROMACS；電場(chǎng)；水球; 分子動(dòng)力學(xué)；packmol
在材料科學(xué)、電氣工程以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，水球行為在外加電場(chǎng)下的變化具有重要意義。電場(chǎng)對(duì)水分子的影響不僅關(guān)系到液體的表面張力，還與電介質(zhì)的性能、微流控技術(shù)的應(yīng)用及生物細(xì)胞的電場(chǎng)響應(yīng)等問(wèn)題密切相關(guān)。因此，通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬研究電場(chǎng)下水球行為成為一種有效且精確的手段。而GROMACS作為一種高效的開源MD模擬軟件，在模擬液體在外場(chǎng)影響下的行為方面具有強(qiáng)大的技術(shù)支持。本案例基于GROMACS，研究水分子在外加電場(chǎng)強(qiáng)度下的形狀演變。
初始模型的構(gòu)建
在本案例中，我們模擬對(duì)象為純水納米水球，水分子采用spce水模型。首先創(chuàng)建3*3*3nm的水盒子：
gmx solvate -box 3 3 3 -o waterbox.gro
增大盒子的尺寸，往外擴(kuò)展出真空區(qū)域
gmx editconf -f waterbox.gro -o newbox.gro -box 10 10 10
創(chuàng)建的初始納米水滴模型如圖1所示：
圖1 初始納米水球模型
添加外電場(chǎng)
添加電場(chǎng)設(shè)定electric-field-x=2.5 0 0 0, 代表在X正方向加2.5V/nm的電場(chǎng)強(qiáng)度，也可以在Y,Z方向設(shè)置（electric-field-y, electric-field-z）。
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