軟物質(zhì)的計(jì)算機(jī)模擬與理論方法

出版時(shí)間：2010年版

叢編項(xiàng)：21世紀(jì)計(jì)算機(jī)化學(xué)叢書

內(nèi)容簡(jiǎn)介

《軟物質(zhì)的計(jì)算機(jī)模擬與理論方法》試圖深入淺出地介紹近年來計(jì)算機(jī)模擬方法與理論方法在研究凝聚態(tài)物理中軟物質(zhì)行為機(jī)理方面的一些應(yīng)用。書中一方面介紹了運(yùn)用基本的微觀、介觀模擬方法研究軟物質(zhì)體系中的難處理的問題，一方面介紹了增強(qiáng)這些方法能力的實(shí)例；一方面闡述了各種模擬方法與理論方法的原理，一方面在隨書所附贈(zèng)的光盤中介紹了各種方法的一些算例和程序。計(jì)算機(jī)模擬方法主要集中在微觀與介觀尺度上的模擬，理論方法主要集中在自洽場(chǎng)理論方法。《軟物質(zhì)的計(jì)算機(jī)模擬與理論方法》適用于進(jìn)入該領(lǐng)域的初學(xué)者以及大學(xué)生與研究生，對(duì)工作在該領(lǐng)域的研究人員也具有很高的參考價(jià)值。

目錄

1 高分子鏈聚合初生態(tài)的結(jié)晶

1.1 高分子鏈的“初生態(tài)”

1.2 鏈生長(zhǎng)分子動(dòng)力學(xué)方法

1.3 GCMD方法的驗(yàn)證

1.4 聚乙烯單鏈初生態(tài)結(jié)構(gòu)的研究

1.4.1 單鏈在表面上生長(zhǎng)過程的兩個(gè)階段

1.4.2 晶干在伸長(zhǎng)過程中的協(xié)同運(yùn)動(dòng)

1.4.3 初生態(tài)單分子鏈的折疊機(jī)理

1.5 聚乙烯多鏈體系初生態(tài)結(jié)構(gòu)的研究

1.5.1 不同活性點(diǎn)密度的體系的形貌發(fā)展

1.5.2 不同活性點(diǎn)密度的體系的結(jié)構(gòu)分析

1.6 總結(jié)

參考文獻(xiàn)

2 高分子鏈的穿插與結(jié)晶

2.1 非平衡態(tài)高分子鏈的纏結(jié)問題和鏈纏結(jié)的結(jié)構(gòu)屬性

2.2 高分子鏈的穿插程度

2.3 表面與本體的穿插程度

2.4 纏結(jié)對(duì)結(jié)晶的影響

2.5 位點(diǎn)序參數(shù)

2.5.1 位點(diǎn)序參數(shù)方法

2.5.2 臨界成核位點(diǎn)序參數(shù)值

2.6 穿插程度與結(jié)晶的關(guān)系

2.6.1 整體穿插程度與結(jié)晶速率

2.6.2 局部穿插程度與成核的分布

2.6.3 局部成核與生長(zhǎng)過程

2.7 總結(jié)

附錄一 建模與模擬細(xì)節(jié)

附錄二 ICF與SOP的算法探討

參考文獻(xiàn)

3 聚合物的粗粒化模型

3.1 介紹

3.2 普適的粗粒化模型

3.2.1 粒子基粗粒化模型

3.2.2 場(chǎng)基粗粒化模型

3.3 系統(tǒng)的粗粒化模型

3.4 應(yīng)用實(shí)例

3.5 總結(jié)與展望

參考文獻(xiàn)

4 團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法與應(yīng)用

4.1 引言

4.2 無偏優(yōu)化算法用于團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

4.2.1 遺傳算法

4.2.2 快速退火演化算法

4.2.3 隨機(jī)隧道算法

4.3 基于格點(diǎn)搜索的團(tuán)簇優(yōu)化方法

4.3.1 格點(diǎn)的建立

4.3.2 格點(diǎn)搜索

4.3.3 應(yīng)用舉例

4.4 動(dòng)態(tài)格點(diǎn)搜索算法

4.4.1 動(dòng)態(tài)格點(diǎn)

4.4.2 動(dòng)態(tài)格點(diǎn)搜索算法

4.4.3 動(dòng)態(tài)格點(diǎn)搜索算法的改進(jìn)

4.4.4 應(yīng)用舉例

參考文獻(xiàn)

5 雜化蒙特卡羅和廣義系綜模擬方法

5.1 背景簡(jiǎn)介

5.2 雜化蒙特卡羅方法

5.2.1 針對(duì)問題及特點(diǎn)

5.2.2 算法實(shí)現(xiàn)

5.2.3 應(yīng)用實(shí)例和注意事項(xiàng)

5.2.4 雜化蒙特卡羅方法優(yōu)缺點(diǎn)

5.3 廣義系綜模擬方法

5.3.1 針對(duì)問題及特點(diǎn)

5.3.2 并行回火方法

5.3.3 多正則系綜方法

5.4 總結(jié)

參考文獻(xiàn)

6 構(gòu)象態(tài)躍遷行為與玻璃化轉(zhuǎn)變

6.1 聚合物構(gòu)象能

6.1.1 單鍵的構(gòu)象能

6.1.2 一對(duì)鍵的構(gòu)象能

6.2 聚合物本體的模擬

6.3 聚合物本體性質(zhì)

6.3.1 聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及分子鏈結(jié)構(gòu)

6.4 構(gòu)象分布與表觀構(gòu)象能_

6.4.1 聚合物鏈的松弛行為

6.5 玻璃化轉(zhuǎn)變前后構(gòu)象躍遷行為的變化

6.5.1 構(gòu)象躍遷

6.5.2 躍遷速率和活化能在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近的變化

6.5.3 玻璃態(tài)聚合物構(gòu)象躍遷的非均質(zhì)現(xiàn)象

6.5.4 躍遷的起始角和旋轉(zhuǎn)角

6.5.5 構(gòu)象“凍結(jié)”比例

6.5.6 玻璃化轉(zhuǎn)變過程中構(gòu)象熵的變化

參考文獻(xiàn)

7 表面活性劑與泡沫的穩(wěn)定性

7.1 表面活性劑在氣液界面的動(dòng)態(tài)行為

7.1.1 模擬參數(shù)及過程

7.1.2 純水氣液界面的模擬結(jié)果

7.1.3 表面活性劑在氣液界面的動(dòng)態(tài)行為以及性質(zhì)

7.2 模擬研究表面活性劑對(duì)泡沫的穩(wěn)定性

7.2.1 模擬模型

7.2.2 臨界膜厚的定義及尺度對(duì)結(jié)果的影響

7.2.3 穩(wěn)定指數(shù)

7.2.4 表面活性劑的效率與泡沫的穩(wěn)定性

參考文獻(xiàn)

8 分子力學(xué)力場(chǎng)及參數(shù)化方法

8.1 引言

8.2 基本原理

8.2.1 鍵伸縮項(xiàng)

8.2.2 鍵角彎曲項(xiàng)

8.2.3 二面角扭轉(zhuǎn)項(xiàng)

8.2.4 偏離平面振動(dòng)項(xiàng)

8.2.5 非正常二面角扭轉(zhuǎn)項(xiàng)

8.2.6 范德華相互作用項(xiàng)

8.2.7 庫(kù)侖作用項(xiàng)

8.3 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)化方法

8.3.1 MM3系列力場(chǎng)

8.3.2 AMBER力場(chǎng)

8.3.3 CHARMM力場(chǎng)

8.4 基于量子化學(xué)計(jì)算的參數(shù)化方法

8.4.1 CFF力場(chǎng)

8.4.2 MMFF系列力場(chǎng)

8.4.3 Direct Force Field

8.5 成功應(yīng)用于凝聚相的關(guān)鍵問題

8.5.1 OPLS力場(chǎng)

8.5.2 COMPASS力場(chǎng)

8.5.3 TraPPE力場(chǎng)

8.6 普適的經(jīng)驗(yàn)力場(chǎng)

8.6.1 Dreiding力場(chǎng)

8.6.2 覆蓋全周期表元素的UFF力場(chǎng)

8.7 極化力場(chǎng)

8.8 反應(yīng)力場(chǎng)

參考文獻(xiàn)

9 耗散粒子動(dòng)力學(xué)的原理與應(yīng)用

9.1 耗散粒子動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介

……

10 模擬表面活性劑體系的介觀力場(chǎng)方法

11 自洽平均場(chǎng)理論方法

參考文獻(xiàn)

總結(jié)

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