Моделирование молекулярной динамики: основы и реализация

Компьютерное моделирование играет важную роль в моделировании поведения атомов и анализе свойств материалов в микроскопическом масштабе. Этот курс познакомит вас с основными механиками молекулярной динамики (МД) и поможет вам построить рабочий движок моделирования с нуля. Вы изучите основные физические определения, методы численной интеграции, силовые поля и основные методы вычислительной эффективности. Что вы узнаете: Понимание ключевой терминологии, межатомных сил и термодинамических концепций в вычислительных физиках. Реализация расчетов сил с использованием модели потенциальной энергии Леннард-Джонса. Интегрируйте уравнения движения с использованием алгоритма Velocity Verlet. Применяйте периодические граничные условия и соглашение о минимальном изображении. Оптимизируйте вычислительную производительность с помощью списков соседей и отрезков взаимодействия. Анализируйте траектории моделирования для измерения температуры, давления и сохранения энергии системы. Материал начинается с фундаментальных физических концепций и математических определений, постепенно продвигаясь к поэтапной разработке алгоритмов и эффективному выполнению кода. Ясные письменные объяснения и структурированные фрагменты кода ведут вас через построение практического проекта моделирования. Этот курс предназначен для начинающих в области вычислительной науки и научного программирования, которые хотят понять алгоритмы моделирования с нуля. Начните свое обучение сегодня и получить практические знания в области разработки программного обеспечения молекулярной динамики.