铁碳体系相变分子动力学模拟研究(3)

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体系分子遵从牛顿第二定律： Ft = miai(th （1）式中Ft为粒子 i 受到的力，mi为粒子 i 的质量，ai(th为粒子的加速度文献综述

分子 i 所受到的力Ft是势能函数对坐标ri的一阶函数，即：

Ft =t &r

其中 u 为势能函数。因此对于 N 个粒子的体系的每个粒子则有：

（2）

&ri &u

mi &t = F¯˙ =t &r + ...... （3）

r¯˙(th = r¯˙(th

因此，我们可得每一步长上的原子位置及速度，从而描绘出原子的轨迹，分析原子

运动规律。

2.2 分子动力学模拟的系综

平衡态分子动力学模拟是在一定条件下的系综下进行的。系综是一种用统计的方法在描述热力学系统的统计规律性时所引入的一个基本的概念。我们经常用到的平衡系综是 NVT（正则系综）或 NPT（等温等压系综）系综，牵涉到控温压力的集中技术，介绍如下：

2.2.1 控温方法

(1)速度标定

(2) Berendsen 恒温槽方法

(3) Nose-Hoover 方法来.自/751论|文-网www.751com.cn/

Nose-Hoover 控温方法是根据统计力学而提出的一种控温方法，当恒温槽与系统发生热交换时，在系统中粒子出现的几率遵从统计力学的规律，因此这是一种真实而有效的物理效应。

在经典分子动力学方法中的控温方法中，速度标定是一种比较常见的方法，也是一种非真实的物理效应，但是这种方法可以系统很快达到平衡。Berendsen 恒温槽方法是通过恒温槽和系统进行热交换来控制温度，此方法的优点在于操作非常简单，应用起来非常方便。

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