軟物質是既不屬于簡單液體又不屬于晶體的凝聚態(tài)物質的統(tǒng)稱。典型的軟物質包括膠體溶液、氣溶膠、高分子、乳液、玻璃、凝膠、液晶、生物聚合物等。軟物質的物理性質對其分子結構和相互作用微觀細節(jié)大多非常敏感，通常需要作連續(xù)介質假設或平均場近似等的解析方法對于軟物質理論研究作用有限，因此可以精確刻畫分子結構和相互作用的分子模擬方法尤為重要。然而，軟物質通常具有介觀的時間和空間特征尺度，往往超出了常規(guī)的分子模擬所能達到的時空范圍，改進和擴展常規(guī)分子模擬方法，對于軟物質的理論研究而言是十分必要的。《軟物質的分子建模與模擬》針對軟物質理論研究的特點，大致包括兩大部分內容：**部分介紹分子建模和模擬的基本概念和方法；第二部分介紹針對軟物質研究的分子模擬領域近數(shù)十年來發(fā)展的一些技術和方法。這些技術和方法目前正在快速發(fā)展中，《軟物質的分子建模與模擬》僅介紹其中的一部分，并對少量與作者的研究工作密切相關的技術和方法做了較詳細的介紹。讀者需要研閱更多、更新的文獻，從而更全面地了解這個領域。
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目錄
叢書序
前言
第 1 章 緒論 1
1.1 軟物質的定義和特征 1
1.2 軟物質模型和模擬 2
1.3 增強抽樣和加速模擬 4
1.4 總結 6
第 2 章 熱力學與統(tǒng)計物理概要 7
2.1 宏觀體系與微觀態(tài)系綜 7
2.1.1 微正則系綜 8
2.1.2 正則系綜 9
2.1.3 系綜等價性 10
2.2 模型系統(tǒng) 11
2.2.1 理想氣體 11
2.2.2 真實氣體 13
2.2.3 標準溶液模型 14
第 3 章 **性原理概要 15
3.1 **性原理的出發(fā)點 16
3.2 Born-Oppenheimer 近似 16
3.3 密度泛函方法.18
3.4 DFT 算法在軟物質研究中的簡單應用 22
參考文獻 24
第 4 章 分子建模和模擬基礎. 25
4.1 分子建模 26
4.2 分子模擬基本概念 28
4.3 蒙特卡羅方法.31
4.4 分子動力學模擬 38
4.5 簡單的數(shù)據(jù)分析 42
4.6 分子模擬的基本技巧 46
參考文獻 48
第 5 章 基本的優(yōu)化技術 51
5.1 尋找局部** 52
5.2 尋找全局** 54
5.3 尋找優(yōu)化路徑 56
參考文獻 56
第 6 章 增強抽樣與加速模擬57
6.1 概述 57
6.1.1 重要性抽樣 59
6.1.2 增強抽樣方法概論 60
6.2 Wang-Landau 方法 64
6.2.1 基本原理 64
6.2.2 擴展應用 66
6.3 并行回火方法.66
6.3.1 基本原理 66
6.3.2 應用特征 67
6.4 Metadynamics 方法.67
6.4.1 基本原理 67
6.4.2 擴展應用 68
6.5 廣義正則系綜模擬 68
6.5.1 基本原理 69
6.5.2 擴展應用 72
參考文獻 74
第 7 章 系綜模擬及數(shù)據(jù)分析方法 81
7.1 系綜模擬數(shù)據(jù)分析方法 81
7.1.1 加權直方圖分析法 82
7.1.2 馬爾可夫態(tài)模型法 83
7.2 重加權系綜動力學算法 84
7.2.1 方法介紹 84
7.2.2 算法應用及討論 90
7.2.3 重加權非平衡系綜動力學算法 95
7.2.4 小結 101
7.3 模擬數(shù)據(jù)分析方法 102
7.3.1 維數(shù)約化 102
7.3.2 聚類 105
7.4 軌跡映射算法 105
7.4.1 方法介紹 105
7.4.2 算法應用及討論 109
7.4.3 軌跡映射用于增強采樣 119
參考文獻 124
第 8 章 多尺度建模和模擬 129
8.1 粗粒化和多尺度模擬簡介 129
8.1.1 粗�；Ｅc模擬 129
8.1.2 多尺度建模與模擬 131
8.2 自適應驅動的非平衡與多尺度模擬 134
8.2.1 自適應非平衡模擬 134
8.2.2 自適應驅動的多尺度模擬 139
8.3 展望 145
參考文獻 146
索引 149
后記 151
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