搜档网
当前位置:搜档网 › 分子模拟第三次

分子模拟第三次

分子模拟第三次
分子模拟第三次

丙烯分子几何构型的优化——极小值点的寻找

内容一:

实验数据:

丙烯分子构型一(0度):

第一次(满足收敛条件为0)

Item Value Threshold Converged? Maximum Force 0.042656 0.000450 NO

RMS Force 0.009621 0.000300 NO

Maximum Displacement 0.084978 0.001800 NO

RMS Displacement 0.031197 0.001200 NO

Predicted change in Energy=-3.590550D-03

第二次(满足收敛条件为0)

Item Value Threshold Converged? Maximum Force 0.007600 0.000450 NO

RMS Force 0.001965 0.000300 NO

Maximum Displacement 0.071653 0.001800 NO

RMS Displacement 0.018839 0.001200 NO

Predicted change in Energy=-2.152360D-04

第三次(满足收敛条件为1)

Item Value Threshold Converged? Maximum Force 0.001051 0.000450 NO

RMS Force 0.000294 0.000300 YES Maximum Displacement 0.006072 0.001800 NO

RMS Displacement 0.002673 0.001200 NO

Predicted change in Energy=-4.763308D-06

第四次(满足收敛条件为4)

Item Value Threshold Converged? Maximum Force 0.000278 0.000450 YES

RMS Force 0.000065 0.000300 YES Maximum Displacement 0.000830 0.001800 YES

RMS Displacement 0.000326 0.001200 YES

Predicted change in Energy=-1.978186D-07

Optimization completed.

能量为:

SCF Done: E(RHF) = -117.068177491 A.U. after 9 cycles

Convg = 0.2580D-08 -V/T = 2.0006

S**2 = 0.0000

丙烯分子构型二(180度):

第一次(收敛条件为0)

Item Value Threshold Converged?

Maximum Force 0.042157 0.000450 NO

RMS Force 0.009986 0.000300 NO

Maximum Displacement 0.089064 0.001800 NO

RMS Displacement 0.035042 0.001200 NO

Predicted change in Energy=-4.005876D-03

第二次(收敛条件为0)

Item Value Threshold Converged?

Maximum Force 0.006993 0.000450 NO

RMS Force 0.001925 0.000300 NO

Maximum Displacement 0.055491 0.001800 NO

RMS Displacement 0.020592 0.001200 NO

Predicted change in Energy=-2.311170D-04

第三次(收敛条件为0)

Item Value Threshold Converged?

Maximum Force 0.001498 0.000450 NO

RMS Force 0.000318 0.000300 NO

Maximum Displacement 0.004827 0.001800 NO

RMS Displacement 0.001655 0.001200 NO

Predicted change in Energy=-3.601955D-06

第四次(收敛条件为4)

Item Value Threshold Converged?

Maximum Force 0.000299 0.000450 YES

RMS Force 0.000067 0.000300 YES

Maximum Displacement 0.000815 0.001800 YES

RMS Displacement 0.000267 0.001200 YES

Predicted change in Energy=-1.743225D-07

Optimization completed.

能量为:

SCF Done: E(RHF) = -117.071471088 A.U. after 8 cycles

Convg = 0.3200D-08 -V/T = 2.0006

S**2 = 0.0000

数据记录与处理:

1.构型一:优化步数4次,前两步均不满足收敛条件,第3步满足收敛条件个数为1个,

第4步满足收敛条件个数为4个.

构型二:优化步数4次,前三步均不满足收敛条件,第4步满足收敛条件个数为4个.

2.构型一优化后的能量(-117.068177491)大于构型二优化后的能量(-117.071471088),

即丙烯分子构型二(180度)最稳定。

内容二:

实验数据:hf/6-31g(d)

乙烯分子:

能量:

SCF Done: E(RHF) = -78.0317177551 A.U. after 7 cycles

Convg = 0.4844D-08 -V/T = 2.0007

S**2 = 0.0000

电荷:

Mulliken atomic charges:

1

1 C -0.352754

2 H 0.176352

3 H 0.176401

4 C -0.352754

5 H 0.176352

6 H 0.176401

Sum of Mulliken charges= 0.00000

偶极矩:

Dipole moment (field-independent basis, Debye):

X= 0.0000 Y= 0.0000 Z= 0.0000 Tot= 0.0000

氟乙烯分子:

能量:

. S CF Done: E(RHF) = -176.881952268 A.U. after 9 cycles

Convg = 0.5358D-08 -V/T = 2.0014

S**2 = 0.0000

电荷:

Mulliken atomic charges:

1

1 C 0.256577

2 H 0.186640

3 C -0.473011

4 H 0.192423

5 H 0.202809

6 F -0.365438

Sum of Mulliken charges= 0.00000

偶极矩:

Dipole moment (field-independent basis, Debye):

X= 1.2077 Y= 0.9348 Z= 0.0000 Tot= 1.5272

乙烯醇分子:

能量:

SCF Done: E(RHF) = -152.888886126 A.U. after 9 cycles

Convg = 0.9357D-08 -V/T = 2.0015

S**2 = 0.0000

电荷:

Mulliken atomic charges:

1

1 C 0.210740

2 H 0.199743

3 C -0.504362

4 H 0.165492

5 H 0.184693

6 O -0.709731

7 H 0.453425

Sum of Mulliken charges= 0.00000

偶极矩:

Dipole moment (field-independent basis, Debye):

X= 0.6984 Y= -0.7915 Z= 0.0000 Tot= 1.0556

丙烯分子:

能量:

SCF Done: E(RHF) = -117.068177491 A.U. after 9 cycles

Convg = 0.2580D-08 -V/T = 2.0006

S**2 = 0.0000

电荷:

Mulliken atomic charges:

1

1 C -0.147218

2 H 0.179201

3 C -0.387157

4 H 0.173725

5 H 0.167842

6 C -0.511885

7 H 0.167957

8 H 0.178768

9 H 0.178768

Sum of Mulliken charges= 0.00000

偶极矩:

Dipole moment (field-independent basis, Debye):

X= 0.3054 Y= 0.0284 Z= 0.0000 Tot= 0.3067

乙烯胺分子:

能量:

SCF Done: E(RHF) = -133.054070810 A.U. after 8 cycles

Convg = 0.5487D-08 -V/T = 2.0011

S**2 = 0.0000

电荷:

Mulliken atomic charges:

1

1 C 0.010303

2 H 0.162687

3 C -0.372181

4 H 0.172938

5 H 0.190193

6 N -0.849165

7 H 0.342613

8 H 0.342612

Sum of Mulliken charges= 0.00000

偶极矩:

Dipole moment (field-independent basis, Debye):

X= -0.6082 Y= 1.4327 Z= 0.0000 Tot= 1.5565

数据记录与处理:

在hf/6-31g(d)级别下,分析比较各构型的能量、与取代基相连C上的电荷、偶极矩随取代基的影响。

从上表易知:随着取代基吸电子能力的递增(-H、-CH3、-NH2、-OH、-F),乙烯、丙烯、乙烯胺、乙烯醇、氟乙烯的能量依次降低,与取代基相连C上的电荷密度逐渐增大。

偶极矩除了乙烯胺(1.5565)外,随着取代基吸电子能力的递增(-H、-CH3、-OH、-F),偶极矩依次递增。

分子动力学的模拟过程

分子动力学的模拟过程 分子动力学模拟作为一种应用广泛的模拟计算方法有其自身特定的模拟步骤,程序流程也相对固定。本节主要就分子动力学的模拟步骤和计算程序流程做一些简单介绍。 1. 分子动力学模拟步驟 分子动力学模拟是一种在微观尺度上进行的数值模拟方法。这种方法既可以得到一些使用传统方法,热力学分析法等无法获得的微观信息,又能够将实际实验研究中遇到的不利影响因素回避掉,从而达到实验研宄难以实现的控制条件。 分子动力学模拟的步骤为: (1)选取所要研究的系统并建立适当的模拟模型。 (2)设定模拟区域的边界条件,选取粒子间作用势模型。 (3)设定系统所有粒子的初始位置和初始速度。 (4)计算粒子间的相互作用力和势能,以及各个粒子的位置和速度。 (5)待体系达到平衡,统计获得体系的宏观特性。 分子动力学模拟的主要对象就是将实际物理模型抽象后的物理系统模型。因此,物理建模也是分子动力学模拟的一个重要的环节。而对于分子动力学模拟,主要还是势函数的选取,势函数是分子动力学模拟计算的核心。这是因为分子动力学模拟主要是计算分子间作用力,计算粒子的势能、位置及速度都离不开势函数的作用。系统中粒子初始位置的设定最好与实际模拟模型相符,这样可以使系统尽快达到平衡。另外,粒子的初始速度也最好与实际系统中分子的速度相当,这样可以减少计算机的模拟时间。 要想求解粒子的运动状态就必须把运动方程离散化,离散化的方法有经典Verlet算法、蛙跳算法(Leap-frog)、速度Veriet算法、Gear预估-校正法等。这些算法有其各自的优势,选取时可按照计算要求选择最合适的算法。 统计系统各物理量时,便又涉及到系统是选取了什么系综。只有知道了模拟系统采用的系综才能釆用相对应的统计方法更加准确,有效地进行统计计算,减少信息损失。 2. 分子动力学模拟程序流程 具体到分子动力学模拟程序的具体流程,主要包括: (1)设定和模拟相关的参数。 (2)模拟体系初始化。 (3)计算粒子间的作用力。 (4)求解运动方程。 (5)循环计算,待稳定后输出结果。 分子动力学模拟程序流程图如2.3所示。

计算机体系结构软件模拟技术探析

计算机体系结构软件模拟技术探析 随着时代的进步,信息化社会已经被人们所认可与接受。计算机相关技术在人们日常生活中取得广泛的应用。随着计算机软件普及范围不断扩大,其中应用模拟技术能够满足计算机使用者多方面要求,继而提升使用者满意程度。本文对计算机体系结构软件模拟技术进行简要分析。 标签:计算机体系结构;软件;模拟技术 1.计算机体系结构模拟技术的概述 目前所应用的计算机体系结构模拟技术主要是把计算机系统里的硬件功能与性能通过计算机软件系统来模拟,同时以模拟技术进行计算机体系结构的研究与设计,通过不断的实验最后获取到正确的数据结果,软件由此开发。和硬件开发做比较,软件开发的优势较大,适用范围广,不管是软件开发的周期还是软件开发的成木,都是其和硬件开发相比的优势除此之外,软件开发还可根据不同需求在开发中进行不同的修改直至达到实际要求,有着较高的灵活性。计算机体系结构软件中模拟技术的应用能够大大减少开发时间以及开发成木,这点和软件开发的特点相符合,对于软件开发有着很大的推进作用。 2.计算机体系软件模拟技术问题 计算机模拟技术是指在对电控系统进行开发和测试工作中,利用计算机模型及接口电路模拟真实的事物。尽管模拟技术在计算机体系软件中起到非常重要的作用,但是计算机体系软件模拟技术还存在一些问题。这就需要相关人员针对计算机体系软件模拟技术问题展开有效分析,逐步提升计算机使用者对其中软件模拟技术的了解。 2.1外界因素的影响 由于计算机体系软件模拟技术在实际操作过程中会因为各项外在因素的影响而出现误差问题,造成计算机体系软件系统中模拟器运行效果变差,模拟器运行精准度难以满足计算机体系软件实际运行要求,直接影响计算机体系中各类软件运行效果和计算机整体应用价值。 2.2开发难度较大 计算机的整体系统较为复杂,对系统的简化处理很有必要,体系结构由此形成,但在实际简化过后,软件开发中统的复杂程度没用明显的降低。如今在对软件进行开发工作时,还应切实的进行编程工作,这就导致时间成木的上升以及相关问题的出现。在进行软件开发时往往要经历从无到有,这一过程一般都要消耗许多的时间来对软件进行测试实验。

分子动力学模拟

分子动力学模拟 分子动力学就是一门结合物理,数学与化学的综合技术。分子动力学就是一套分子模拟方法,该方法主要就是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动,以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本,从而计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量与其她宏观性质。 这门技术的发展进程就是: 1980年:恒压条件下的动力学方法(Andersenの方法、Parrinello-Rahman法) 1983年:非平衡态动力学方法(Gillan and Dixon) 1984年:恒温条件下的动力学方法(能势‐フーバーの方法) 1985年:第一原理分子动力学法(→カー?パリネロ法) 1991年:巨正则系综的分子动力学方法(Cagin and Pettit)、 最新的巨正则系综,即为组成系综的系统与一温度为T、化学势为μ的很大的热源、粒子源相接触,此时系统不仅同热源有能量交换,而且可以同粒子源有粒子的交换,最后达到平衡,这种系综称巨正则系综。 进行分子动力学模拟的第一步就是确定起始构型,一个能量较低的起始构型就是进行分子模拟的基础,一般分子的其实构型主要就是来自实验数据或量子化学计算。在确定起始构型之后要赋予构成分子的各个原子速度,这一速度就是根据玻尔兹曼分布随机生成,由于速度的分布符合玻尔兹曼统计,因此在这个阶段,体系的温度就是恒定的。另外,在随机生成各个原子的运动速度之后须进行调整,使得体系总体在各个方向上的动量之与为零,即保证体系没有平动位移。 由上一步确定的分子组建平衡相,在构建平衡相的时候会对构型、温度等参数加以监控。 进入生产相之后体系中的分子与分子中的原子开始根据初始速度运动,可以想象其间会发生吸引、排斥乃至碰撞,这时就根据牛顿力学与预先给定的粒子间相互作用势来对各个例子的运动轨迹进行计算,在这个过程中,体系总能量不变,但分子内部势能与动能不断相互转化,从而体系的温度也不断变化,在整个过程中,体系会遍历势能面上的各个点,计算的样本正就是在这个过程中抽取的。 用抽样所得体系的各个状态计算当时体系的势能,进而计算构型积分。 作用势的选择与动力学计算的关系极为密切,选择不同的作用势,体系的势能面会有不同的形状,动力学计算所得的分子运动与分子内部运动的轨迹也会不同,进而影响到抽样的结果与抽样结果的势能计算,在计算宏观体积与微观成分关系的时候主要采用刚球模型的二体势,计算系统能量,熵等关系时早期多采用Lennard-Jones、morse势等双体势模型,对于金属计算,主要采用morse势,但就是由于通过实验拟合的对势容易导致柯西关系,与实验不符,因此在后来的模拟中有人提出采用EAM等多体势模型,或者采用第一性原理计算结果通过一定的物理方法来拟合二体势函数。但就是对于二体势模型,多体势往往缺乏明确的表达式,参量很多,模拟收敛速度很慢,给应用带来很大困难,因此在一般应用中,通过第一性原理计算结果拟合势函数的L-J,morse等势模型的应用仍非常广泛。 分子动力学计算的基本思想就是赋予分子体系初始运动状态之后,利用分子的自然运动在相空间中抽取样本进行统计计算,时间步长就就是抽样的间隔,因而时间步长的选取对动力学模拟非常重要。太长的时间步长会造成分子间的激烈碰撞,体系数据溢出;太短的时间步长会降低模拟过程搜索相空间的能力,因此一般选取的时间步长为体系各个自由度中最短运动周期的十分之一。但就是通常情况下,体系各自由度中运动周期最短的就是各个化学键的振动,而这种运动对计算某些宏观性质并不产生影响,因此就产生了屏蔽分子内部振动或其她无关运动的约束动力学,约束动力学可以有效地增长分子动力学模拟时间步长,提高搜索相空间的能

分子模拟软件介绍

一、NAMD NAMD(NAnoscale Molecular Dynamics)是用于在大规模并行计算机上快速模拟大分子体系的并行分子动力学代码。NAMD用经验力场,如Amber,CHARMM和Dreiding,通过数值求解运动方程计算原子轨迹。[1] 1. 软件所能模拟的体系的尺度,如微观,介观或跨尺度等 微观。 是众多md 软件中并行处理最好的,可以支持几千个cpu 运算。在单机上速度也很快。 模拟体系常为为10,000-1,000,000 个原子。 2. 软件所属的类型,如MD,DPD,DFT,MC,量化,或交叉等 全原子md,有文献上也用它做过cgmd。 3. 软件能研究的相关领域,使用者的背景最好是? 使用的力场有charmm,x-plor,amber 等,适合模拟蛋白质,核酸,细胞膜等体系。 也可进行团簇和CNT 系统的模拟 软件原理经典,操作简单。但需要对体系的性质足够了解。 4. 软件中主要涉及的理论方法范畴 经典的md,以及用多种方法计算自由能和SMD模拟。 数据分析时候一般很少涉及复杂的热力学和统计热力学的原理,但知道一些最好。 5.软件主要包含的处理工具

namd 是计算部分,本身不能建模和数据分析(unix 的哲学kiss)。但vmd 同namd 系出同门,已同namd 实现无逢链接。 vmd 的tcl 脚本一定要搞懂,别的就不多介绍了。[2] 6.与此软件密切相关的软件 vmd,及其他数据统计分析软件(excel,OOo-calc 等足够了)NAMD在window环境下的编译安装 1.下载NAMD_ 2.7b2_Win32 2.解压到任意目录下(建议最好直接是C:或D:下) 3.添加windows的环境变量:右键单击我的电脑----属性-----高级-----环境变量(在右下角)-----在系统的Path变量里添加你NAMD所在文件夹,比如我 的%SystemRoot%\system32;%SystemRoot%;%SystemRoot%\Syste m32\Wbem;C:\ProgramFiles\CommonFiles\ThunderNetwork\KanKan \Codecs; C:\NAMD_2.7b2_Win32 注意:添加的变量名称要和文件夹得名称一致(如果文件夹得名称你改为namd,那么变量名称为C:NAMD) 文件才可以正确运行,并且要在conf文件所在目录执行命令。如:我的命令窗口显示C:\Documents and Settings\HP> 因此我的conf文件要放在C:\Documents and Settings\HP 这个文件夹下,然后执行命令C:\Documents and Settings\HP> C:\NAMD_2.7b2_Win32\namd2 da.conf 即可。 二、GROMACS

分子动力学模拟方法概述(精)

《装备制造技术》 2007年第 10期 收稿日期 :2007-08-21 作者简介 :申海兰 , 24岁 , 女 , 河北人 , 在读研究生 , 研究方向为微机电系统。 分子动力学模拟方法概述 申海兰 , 赵靖松 (西安电子科技大学机电工程学院 , 陕西西安 710071 摘要 :介绍了分子动力学模拟的基本原理及常用的原子间相互作用势 , 如Lennard-Jones 势 ; 论述了几种常用的有限差分算法 , 如 Verlet 算法 ; 说明了分子动力学模拟的几种系综及感兴趣的宏观统计量的提取。关键词 :分子动力学模拟 ; 原子间相互作用势 ; 有限差分算法 ; 系综中图分类号 :O3 文献标识码 :A 文章编号 :1672-545X(200710-0029-02 从统计物理学中衍生出来的分子动力学模拟方法 (molec- ular dynamics simulation , M DS , 实践证明是一种描述纳米科技 研究对象的有效方法 , 得到越来越广泛的重视。所谓分子动力学模拟 , 是指对于原子核和电子所构成的多体系统 , 用计算机模拟原子核的运动过程 , 从而计算系统的结构和性质 , 其中每一个原子核被视为在全部其他原子核和电子所提供的经验势场作用下按牛顿定律运动 [1]。它被认为是本世纪以来除理论分析和实验观察之外的第三种科学研究手段 , 称之为“计算机实验” 手段 [2], 在物理学、化学、生物学和材料科学等许多领域中得到广泛地应用。

根据模拟对象的不同 , 将它分为平衡态分子动力学模拟 (EM DS (和非平衡态分子动力学模拟 (NEM DS 。其中 , EM DS 是分子动力学模拟的基础 ; NEM DS 适用于非线性响应系统的模拟 [3]。下面主要介绍 EM DS 。 1分子动力学方法的基本原理 计算中根据以下基本假设 [4]: (1 所有粒子的运动都遵循经典牛顿力学规律。 (2 粒子之间的相互作用满足叠加原理。 显然这两条忽略了量子效应和多体作用 , 与真实物理系统存在一定差别 , 仍然属于近似计算。 假设 N 为模拟系统的原子数 , 第 i 个原子的质量为 m i , 位置坐标向量为 r i , 速度为 v i =r ? i , 加速度为 a i =r ?? i , 受到的作用力为 F i , 原子 i 与原子 j 之间距离为 r ij =r i -r j , 原子 j 对原子 i 的作用力为 f ij , 原子 i 和原子 j 相互作用势能为 ! (r ij , 系统总的势能为 U (r 1, r 2, K r N = N i =1! j ≠ i ! " (r ij , 所有的物理量都是随时 间变化的 , 即 A=A (t , 控制方程如下 : m i r ?? i =F i =j ≠ i

(完整版)10分钟教你掌握分子对接模拟软件(医药向)

首先介绍一下自己吧,本人毕业于南方某知名211大学药学系,目前于澳门科技大学攻读硕士研究生。从本科开始自己就在接触CADD(计算机辅助药物设计)方面的软件知识,在此将分享一些自己的纯干货!下面将以一个实例操作带大家迅速认识和掌握分子模拟对接,希望给各位从事医药行业和药物化学合成的同学带来帮助。 话不多说,下面进入正题。 首先我们搞清楚一个概念:什么是分子模拟对接。分子模拟对接简单来说就是利用电脑软件将受体蛋白与配体分子进行模拟对接,计算它们的结合能(KJ/MOL)大小来判断结合是否紧密,若结合效果比较理想,那么该蛋白受体或配体则是我们理想的分子,可以进一步进行实验室操作,避免盲目实验带来的人力经济损失。 接下来我将介绍一下本篇文章的主角,也是我们所要用到的软件PyRx、Chemdraw、AutodockTools以及PyMol。为了便于理解,简要概括之:Chemdraw为化合物分子绘图软件;PyRx为Autodock Vina算法搭载软件,能够调用其算法直接进行模拟对接;AutodockTools是PyMol为对接结果成像软件,可以进一步分析其结构。 下面正式进入正题,我将大致分为三个板块来进行推进:受体配体的准备;分子对接;结果分析。研究类型为:已知若干配体分子结构,通过受体蛋白测试配体分子活性。 本次筛选意在以COMT酶为受体,从20种与常见氨基酸形成环二肽的目标化合物中筛选出与COMT酶受体结合最为紧密的一种环二肽结构,大大减少了随机筛选的盲目性,有利于进一步研究该类化合物分子的生物学活性与改造成抗帕金森疾病前药的可能。图1展示了20种不同环二肽结构物质的统一结构,随着R基团的不同,所对应的氨基酸也不同。而表1则展示了20种不同环二肽的分子式。 图1 Cycol[DOPA(6-NO2)-AA]

软件技术基础模拟试题及参考答案

软件技术基础模拟试题(第二十次省统考) 一、是非判断题(正确选填A,错误选填B)(每小题1分,共10分) 1、数据元素是数据的基本单位,数据项是数据的最小单位。() 2、栈是特殊的线性表,须用一组地址连续的存储单元来存储其元素。() 3、引入虚拟存储技术后,逻辑内存总容量是由地址总线的位置确定的。() 4、编译程序是一种常用应用软件。() 5、顺序文件和链接文件的长度都可以动态变化。() 6、在文件系统中采用目录管理文件。() 7、允许多用户在其终端上同时交互地使用计算机的操作系统称为实时系统。() 8、程序、数据、和进程控制块是构成一个进程的三要素。() 9、黑盒测试时,既要考虑程序的内部逻辑结构又要考虑其外部特性。() 10、软件的总体设计和详细设计都要用PAD图形工具。() (参考答案:1~10:ABABB ABABB) 二、单项选择题:(每小题1分,共5分) 1、允许用户把若干作业提交计算机系统集中处理的操作系统称为()。 A分时操作系统B实时操作系统C网络操作系统D批处理操作系统2、分配到必要资源并获得了处理机时的进程的状态称为()。 A就绪状态B执行状态C等待状态D阻塞状态 3、利用通道技术可以在()之间直接交换数据。 A内存与CPU B CPU与外设C内存与外设D内存、CPU和外设三者4、以下的准则中哪个不是软件设计的准则()。 A编程语言选择准则B信息屏蔽准则 C结构化和模块化准则D抽象准则 5、有一数列:97657613294958经过一趟排序后得到: 65971376294958请问使用的是何种排序方法?() A简单插入排序B冒泡排序C2路归并排序D快速排序 (参考答案:DBCAC) 软件技术基础模拟试题(第十九次省统考) 一、是非判断题(正确选填A,错误选填B)(每小题1分,共10分) 1、在目前,用于保证软件质量的主要手段是进行软件测试。() 2、使用DMA方式传送数据期间不需要CPU干预。() 3、线性顺序队列会产生“假溢出”,而线性循环队列则不会。() 4、对同一种算法,用高级语言编写的程序比用低级语言编写的程序运行速度快。() 5、在线性表中,数据的存储方式有顺序和链接两种。() 6、进程由程序块、文件控件块和数据块三部分组成。() 7、在面向对象的程序设计中,派生类只能从一个基类产生。() 8、操作系统是用户和硬件的接口。() 9、个人计算机中可配置的最大内存容量受地址总线位数的限制。() 10、软件维护中最困难的问题是软件配置不全。() (参考答案:1~10:A、A、A、B、A、B、A、A、A、B) 二、单项选择题:(每小题1分,共5分)

分子模拟软件简介

3D分子图形显示工具 (RasMol and OpenRasMol)(免费) AMBER (分子力学力场模拟程序) autodock (分子对接软件)(免费) GROMACS (分子动力学软件)(免费) GULP (General Utility Lattice Program)(免费) NIH分子模拟中心的化学软件资源导航(Research Tools on the Web) X-PLOR (大分子X光晶体衍射、核磁共振NMR的3D结构解析)(免费) 高通量筛选软件PowerMV (统计分析、分子显示、相似性搜索 等)(免费) 化合物活性预测程序PASS(部分免费) 计算材料科学Mathub C4:Cabrillo学院化学可视化项目以及相关软件(免费) Databases and Tools for 3-D Protein Structure Comparison and Alignment(三维蛋白质结构对比)(免费) Democritus (分子动力学原理演示软件) DPD应用软件cerius2(免费) EMSL Computational Results DataBase (CRDB) MARVIN'S PROGRAM (表面与界面模拟)(免费) XLOGP(计算有机小分子的脂水分配系数)(免费) 量子化学软件中文网 美国斯克利普斯研究院:金属蛋白质结构和设计项目(免费) https://www.sodocs.net/doc/2d6676910.html,/(免费) 3D Molecular Designs (蛋白质及其他3D分子物理模型快速成型技术) 3D-Dock Suite Incorporating FTDock, RPScore and MultiDock (3D 分子对接)(免费)

分子模拟技术在炼油领域的应用

分子模拟技术在炼油领域的应用 摘要:分子模拟技术是近些年发展起来的一门新兴计算化学技术。本文简要介绍了近几年来分子模拟技术在炼油领域的应用,如炼油催化剂的开发、炼制过程反应化学研究以及油品添加剂分子设计等。分子模拟作为一种能模拟炼油过程细节的有效工具已经在炼油工业各个领域的研究中发挥了重大作用。 关键词:分子模拟技术;炼油领域;催化剂;反应化学;油品添加剂 1前言 20世纪80年代以来,随着计算机性能的提高以及各种计算化学方法的改进,分子模拟技术日渐成熟,并逐步发展成为人们进行科学研究的一项新的有效的工具。它借助计算机强大的计算能力和图像显示能力,从原子和分子水平上模拟分子的结构与行为,能够更好地帮助人们从微观角度认识物质的基本特征。分子模拟技术在炼油领域,如对各炼制过程核心转化规律的认识、渣油团聚物结构研究、油品添加剂分子设计以及分子筛催化剂等方面的应用,可以帮助研究人员更深人地理解所研究的体系,以便选择更合理的研发途径,更快地进行催化剂的改性和开发及改性以及油品添加剂新产品的研制,减少实验工作,推动炼油领域的技术进步。 2分子模拟技术简介 分子模拟是以计算机为工具,在原子水平上建立分子模型用以模拟分子的结构与行为,进而模拟分子体系的各种物理化学性质。具体而言,就是先在计算机屏幕上构建分子模型,包括对所研究对象的原子位置的详细描述和建立分子间相互作用力方程,然后用恰当的统计力学关系对分子的位置和运动情况进行统计平均以求算所需的宏观性质。分子模拟技术包括量子力学、分子力学、蒙特卡洛和分子动力学等方法。 2.1量子力学方法 量子力学[1](QM)认为微观粒子运动服从Schrêdinger方程,分子或原子处于(稳)定态的Schrêdinger方程为本征值的方程:?7=E7。式中:?表示Hamilton

三种常用分子模拟软件介绍

三种常用分子模拟软件介绍 一、NAMD NAMD(NAnoscale Molecular Dynamics)是用于在大规模并行计算机上快速模拟大分子体系的并行分子动力学代码。NAMD用经验力场,如Amber,CHARMM和Dreiding,通过数值求解运动方程计算原子轨迹。 1. 软件所能模拟的体系的尺度,如微观,介观或跨尺度等 微观。 是众多md 软件中并行处理最好的,可以支持几千个cpu 运算。在单机上速度也很快。 模拟体系常为为10,000-1,000,000 个原子。 2. 软件所属的类型,如MD,DPD,DFT,MC,量化,或交叉等 全原子md,有文献上也用它做过cgmd。 3. 软件能研究的相关领域,使用者的背景最好是? 使用的力场有charmm,x-plor,amber 等,适合模拟蛋白质,核酸,细胞膜等体系。 也可进行团簇和CNT 系统的模拟 软件原理经典,操作简单。但需要对体系的性质足够了解。 4. 软件中主要涉及的理论方法范畴 经典的md,以及用多种方法计算自由能和SMD模拟。 数据分析时候一般很少涉及复杂的热力学和统计热力学的原理,但知道一些最好。

5.软件主要包含的处理工具 namd 是计算部分,本身不能建模和数据分析(unix 的哲学kiss)。但vmd 同namd 系出同门,已同namd 实现无逢链接。 vmd 的tcl 脚本一定要搞懂,别的就不多介绍了。[2] 6.与此软件密切相关的软件 vmd,及其他数据统计分析软件(excel,OOo-calc 等足够了)NAMD在window环境下的编译安装 1.下载NAMD_ 2.7b2_Win32 2.解压到任意目录下(建议最好直接是C:或D:下) 3.添加windows的环境变量:右键单击我的电脑----属性-----高级-----环境变量(在右下角)-----在系统的Path变量里添加你NAMD所在文件夹,比如我 的%SystemRoot%\system32;%SystemRoot%;%SystemRoot%\Syste m32\Wbem;C:\ProgramFiles\CommonFiles\ThunderNetwork\KanKan \Codecs; C:\NAMD_2.7b2_Win32 注意:添加的变量名称要和文件夹得名称一致(如果文件夹得名称你改为namd,那么变量名称为C:NAMD) 4.namd2.7需要后面跟conf 文件才可以正确运行,并且要在conf 文件所在目录执行命令。如:我的命令窗口显示C:\Documents and Settings\HP> 因此我的conf文件要放在C:\Documents and Settings\HP 这个文件夹下,然后执行命令C:\Documents and Settings\HP> C:\NAMD_2.7b2_Win32\namd2 da.conf 即可。 二、GROMACS

软件系统开发技术模拟题参考答案1-3

软件系统开发技术试题(一)答案 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题1分,共10分) 1. 设计软件结构一般不.确定( D ) A.模块之间的接口 B.模块间的调用关系 C.模块的功能 D.模块的局部数据 2. 软件结构化设计中,好的软件结构应该力求做到( B ) A.顶层扇出较少,中间扇出较高,底层模块低扇入 B.顶层扇出较高,中间扇出较少,底层模块高扇入 C.顶层扇入较少,中间扇出较高,底层模块高扇入 D.顶层扇入较少,中间扇入较高,底层模块低扇入 3. 两个模块都使用同一数据表,模块间的这种耦合称为( A ) A.公共耦合 B.容耦合 C.数据耦合 D.控制耦合 4. 划分模块时,下列说确的是( A ) A.作用围应在其控制围之 B.控制围应在其作用围之 C.作用围与控制围互不包含 D.作用围与控制围不受限制 5. 重用率高的模块在软件结构图中的特征是( B ) A.扇出数大 B.扇入数大 C.扇出数小 D.聚性高 6. 面向对象建模得到的三个模型,其中核心的模型是( A ) A.对象模型 B.功能模型 C.逻辑模型 D.动态模型 7. 从结构化的瀑布模型看,在软件生存周期的几个阶段中,对软件的影响最大是( C ) A.详细设计阶段 B.概要设计阶段 C.需求分析阶段 D.测试和运行阶段 8.对UML的叙述不正确 ...的是( D ) A.UML统一了Booch方法、OMT方法、OOSE方法的表示方法。 B.UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。 C.UML融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。 D.UML仅限于支持面向对象的分析与设计,不支持其它的软件开发过程。 9.以下哪个软件生存周期模型是一种风险驱动的模型( C ) A.瀑布模型B.增量模型 C.螺旋模型D.喷泉模型 10.以下哪一项对模块耦合性没有 ..影响( D ) A.模块间接口的复杂程度 B.调用模块的方式 C.通过接口的信息 D.模块部各个元素彼此之间的紧密结合程度 二、填空题(本大题共10小题,每空2分,共20分) 页脚

分子模拟一般性步骤

Below is presented a generalised procedure for performing a simulation. The exact steps and processes involved will vary depending on exactly what is being attempted. Use as a general guide only! 1> Clearly identify the property / phenomena of interest to be studied by performing the simulation. 2>Select the appropriate tools to be able to perform the simulation and observe the property / phenomena of interest. It is important to read and familiarise yourself with publications by other researchers on similar systems. Tools include: - software to perform the simulation with, consideration of force field may influence this decision. - force field which describes how the atoms / particles within the system interact with each other. Select one that is appropriate for the system being studied and the property / phenomena of interest. Very important and non-trivial step! 3>Obtain / generate the initial coordinate file for each molecule to be placed within the system. 4>Generate the raw starting structure for the system by placing the molecules within the coordinate file as appropriate. Molecules may be specifically placed or arranged randomly. 5>Obtain / generate the topology file for the system, using (for example) pdb2gmx, PRODRG or your favourite text editor in concert with chapter 5 of the GROMACS Manual. 6>Describe a simulation box (e.g. using editconf) whose size is appropriate for the eventual density you would like, fill it with solvent (e.g. using genbox), and add any counter-ions needed to neutralize the system (e.g. using grompp and genion). In these steps you may need to edit your topology file to stay

分子动力学模拟教学教材

分子动力学模拟

分子动力学模拟 分子动力学是一门结合物理,数学和化学的综合技术。分子动力学是一套分子模拟方法,该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动,以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本,从而计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。 这门技术的发展进程是: 1980年:恒压条件下的动力学方法(Andersenの方法、Parrinello-Rahman法)1983年:非平衡态动力学方法(Gillan and Dixon) 1984年:恒温条件下的动力学方法(能势‐フーバーの方法) 1985年:第一原理分子动力学法(→カー?パリネロ法) 1991年:巨正则系综的分子动力学方法(Cagin and Pettit). 最新的巨正则系综,即为组成系综的系统与一温度为T、化学势为μ的很大的热源、粒子源相接触,此时系统不仅同热源有能量交换,而且可以同粒子源有粒子的交换,最后达到平衡,这种系综称巨正则系综。 进行分子动力学模拟的第一步是确定起始构型,一个能量较低的起始构型是进行分子模拟的基础,一般分子的其实构型主要是来自实验数据或量子化学计算。在确定起始构型之后要赋予构成分子的各个原子速度,这一速度是根据玻尔兹曼分布随机生成,由于速度的分布符合玻尔兹曼统计,因此在这个阶段,体系的温度是恒定的。另外,在随机生成各个原子的运动速度之后须进行调整,使得体系总体在各个方向上的动量之和为零,即保证体系没有平动位移。由上一步确定的分子组建平衡相,在构建平衡相的时候会对构型、温度等参数加以监控。

进入生产相之后体系中的分子和分子中的原子开始根据初始速度运动,可以想象其间会发生吸引、排斥乃至碰撞,这时就根据牛顿力学和预先给定的粒子间相互作用势来对各个例子的运动轨迹进行计算,在这个过程中,体系总能量不变,但分子内部势能和动能不断相互转化,从而体系的温度也不断变化,在整个过程中,体系会遍历势能面上的各个点,计算的样本正是在这个过程中抽取的。 用抽样所得体系的各个状态计算当时体系的势能,进而计算构型积分。 作用势的选择与动力学计算的关系极为密切,选择不同的作用势,体系的势能面会有不同的形状,动力学计算所得的分子运动和分子内部运动的轨迹也会不同,进而影响到抽样的结果和抽样结果的势能计算,在计算宏观体积和微观成分关系的时候主要采用刚球模型的二体势,计算系统能量,熵等关系时早期多采用Lennard-Jones、morse势等双体势模型,对于金属计算,主要采用morse 势,但是由于通过实验拟合的对势容易导致柯西关系,与实验不符,因此在后来的模拟中有人提出采用EAM等多体势模型,或者采用第一性原理计算结果通过一定的物理方法来拟合二体势函数。但是对于二体势模型,多体势往往缺乏明确的表达式,参量很多,模拟收敛速度很慢,给应用带来很大困难,因此在一般应用中,通过第一性原理计算结果拟合势函数的L-J,morse等势模型的应用仍非常广泛。 分子动力学计算的基本思想是赋予分子体系初始运动状态之后,利用分子的自然运动在相空间中抽取样本进行统计计算,时间步长就是抽样的间隔,因而时间步长的选取对动力学模拟非常重要。太长的时间步长会造成分子间的激烈碰撞,体系数据溢出;太短的时间步长会降低模拟过程搜索相空间的能力,因此

分子动力学模拟基础知识

分子动力学模拟基础知识 ? Molecular Dynamics Simulation o MD: Theoretical Background Newtonian Mechanics and Numerical Integration The Liouville Operator Formalism to Generating MD Integration Schemes o Case Study 1: An MD Code for the Lennard-Jones Fluid Introduction The Code, mdlj.c o Case Study 2: Static Properties of the Lennard-Jones Fluid (Case Study 4 in F&S) o Case Study 3: Dynamical Properties: The Self-Diffusion Coefficient ? Ensembles o Molecular Dynamics at Constant Temperature Velocity Scaling: Isokinetics and the Berendsen Thermostat Stochastic NVT Thermostats: Andersen, Langevin, and Dissipative Particle Dynamics The Nosé-Hoover Chain Molecular Dynamics at Constant Pressure: The Berendsen Barostat Molecular Dynamics Simulation We saw that the Metropolis Monte Carlo simulation technique generates a sequence of states with appropriate probabilities for computing ensemble averages (Eq. 1). Generating states probabilitistically is not the only way to explore phase space. The idea behind the Molecular Dynamics (MD) technique is that we can observe our dynamical system explore phase space by solving all particle equations of motion . We treat the particles as classical objects that, at least at this stage of the course, obey Newtonian mechanics. Not only does this in principle provide us with a properly weighted sequence of states over which we can compute ensemble averages, it additionally gives us time-resolved information, something that Metropolis Monte Carlo cannot provide. The ``ensemble averages'' computed in traditional MD simulations are in practice time averages : (99) The ergodic hypothesis partially requires that the measurement time, , i , in the system. The price we pay for this extra information is that we must at least access if not store particle velocities in addition to positions, and we must compute interparticle forces in addition to potential energy. We will introduce and explore MD in this section.

分子动力学模拟

分子动力学模拟 分子动力学是一门结合物理,数学和化学的综合技术。分子动力学是一套分子模拟方法,该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动,以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本,从而计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。 这门技术的发展进程是: 1980年:恒压条件下的动力学方法(Andersenの方法、Parrinello-Rahman法) 1983年:非平衡态动力学方法(Gillan and Dixon) 1984年:恒温条件下的动力学方法(能势‐フーバーの方法) 1985年:第一原理分子动力学法(→カー?パリネロ法) 1991年:巨正则系综的分子动力学方法(Cagin and Pettit). 最新的巨正则系综,即为组成系综的系统与一温度为T、化学势为μ的很大的热源、粒子源相接触,此时系统不仅同热源有能量交换,而且可以同粒子源有粒子的交换,最后达到平衡,这种系综称巨正则系综。 进行分子动力学模拟的第一步是确定起始构型,一个能量较低的起始构型是进行分子模拟的基础,一般分子的其实构型主要是来自实验数据或量子化学计算。在确定起始构型之后要赋予构成分子的各个原子速度,这一速度是根据玻尔兹曼分布随机生成,由于速度的分布符合玻尔兹曼统计,因此在这个阶段,体系的温度是恒定的。另外,在随机生成各个原子的运动速度之后须进行调整,使得体系总体在各个方向上的动量之和为零,即保证体系没有平动位移。 由上一步确定的分子组建平衡相,在构建平衡相的时候会对构型、温度等参数加以监控。 进入生产相之后体系中的分子和分子中的原子开始根据初始速度运动,可以想象其间会发生吸引、排斥乃至碰撞,这时就根据牛顿力学和预先给定的粒子间相互作用势来对各个例子的运动轨迹进行计算,在这个过程中,体系总能量不变,但分子内部势能和动能不断相互转化,从而体系的温度也不断变化,在整个过程中,体系会遍历势能面上的各个点,计算的样本正是在这个过程中抽取的。 用抽样所得体系的各个状态计算当时体系的势能,进而计算构型积分。 作用势的选择与动力学计算的关系极为密切,选择不同的作用势,体系的势能面会有不同的形状,动力学计算所得的分子运动和分子内部运动的轨迹也会不同,进而影响到抽样的结果和抽样结果的势能计算,在计算宏观体积和微观成分关系的时候主要采用刚球模型的二体势,计算系统能量,熵等关系时早期多采用Lennard-Jones、morse势等双体势模型,对于金属计算,主要采用morse势,但是由于通过实验拟合的对势容易导致柯西关系,与实验不符,因此在后来的模拟中有人提出采用EAM等多体势模型,或者采用第一性原理计算结果通过一定的物理方法来拟合二体势函数。但是对于二体势模型,多体势往往缺乏明确的表达式,参量很多,模拟收敛速度很慢,给应用带来很大困难,因此在一般应用中,通过第一性原理计算结果拟合势函数的L-J,morse等势模型的应用仍非常广泛。 分子动力学计算的基本思想是赋予分子体系初始运动状态之后,利用分子的自然运动在相空间中抽取样本进行统计计算,时间步长就是抽样的间隔,因而时间步长的选取对动力学模拟非常重要。太长的时间步长会造成分子间的激烈碰撞,体系数据溢出;太短的时间步长会降低模拟过程搜索相空间的能力,因此一般选取的时间步长为体系各个自由度中最短运动周期的十分之一。但是通常情况下,体系各自由度中运动周期最短的是各个化学键的振动,而这种运动对计算某些宏观性质并不产生影响,因此就产生了屏蔽分子内部振动或其他无关运动的约束动力学,约束动力学可以有效地增长分子动力学模拟时间步长,提高搜索相空间的能

Cerberus连续油管仿真模拟软件技术要求

Cerberus连续油管仿真模拟软件技术要求 一、产品用途 由于连续油管的队伍急速扩张,再加之近年连续油管拖动压裂的工艺广泛的应用,连续油管长时间处于高压、携砂液冲刷的环境下使用,需要密切的对连续油管的疲劳度进行检测分析。 需要采购相应的软件进行分析计算,通过软件可以对连续油管进行疲劳度分析,施工参数模拟、实时检测数采数据、井筒工况模拟、工具串选配模拟等功能。 通过调研,最终确定Cerberus连续油管仿真模拟软件主要包括的模块有:Orpheus、Reel-trak、Hydra、Velocity String、Solids Cleanout、Achilles、Hercules、String Editor /Reel Editor / Well Editor/Tool String Editor / Fluid Editor模块,并提供软件专用处理机。 二、技术参数 2.1软件模块详细功能

2.2 软件载体处理机参数要求 (1)处理系统Windows10,64位系统,简体中文版; (2)处理器:Inter i5-7200U或以上; (3)内存4GB或以上; (4)DirectX版本:DirectX12或以上。 (5)要求软件专机专用,使用硬件加密方式。 三、产品检验 依据有关标准,协议要求,合同及供方出具的相关技术文件对软件使用、各部性能进行检查验收。生产过程中的组织、生产、检验由乙方负责。 四、产品质量保证及服务 1. 乙方提供软件培训; 2. 现场应用出现问题时,乙方服务人员及时向现场用户提供技术支持。

3. 每年密钥认证由乙方无偿提供。 井下作业公司压裂分公司 2018年9月17日

相关主题