Reinhold Haberlandt, Siegfried Fritzsche, Gustav Peinel, Karl Heinzinger

Molekulardynamik (eBook, PDF)

Grundlagen und Anwendungen

• Format: PDF

Produktbeschreibung

Computersimulationen des Verhaltens von Vielteilchensystemen auf molekularer Ebene liefern Erkenntnisse über Bereiche und Vorgänge, die mit dem Experiment schwer oder überhaupt nicht zugänglich sind. Die Autoren dieses Lehrbandes geben einen Überblick über die modernen Methoden der molekulardynamischen Simulationsrechnungen von Vielteilchensystemen. Besonderer Wert wird auf die Beschreibung der programmtechnischen Hilfsmittel gelegt. Die Anwendungen umfassen das ganze Spektrum der Statistischen Physik bis hin zur Untersuchung von Gemischen einfacher Moleküle und sogar einfacher Typen chemischer Reaktionen.

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Produktdetails

• Verlag: Vieweg+Teubner Verlag
• Seitenzahl: 252
• Erscheinungstermin: 13. März 2013
• Deutsch
• ISBN-13: 9783322908704
• Artikelnr.: 53095620

Autorenporträt

Prof. Dr. R. Haberlandt und Dr. S. Fritzsche sind in der "Arbeitsgruppe Statistische Theorie von Nichtgleichgewichtsprozessoren" an der Universität Leipzig tätig. Dr. G. Peinel ist Dozent für Angewandte Informatik an der Universität in Leipzig. Prof. Dr. K. Heinzinger: MPI für Chemie, Forschungsstelle für Physikalische Chemie, Mainz.

Inhaltsangabe

1 Einführung.- 2 Grundlagen der Statistischen Physik.- 2.1 Einführung.- 2.2 Einige Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung.- 2.3 Einige Grundbegriffe der klassischen Mechanik.- 2.4 Einige Grundbegriffe der Statistischen Physik.- 3 Intra- und intermolekulare Wechselwirkungspotentiale.- 3.1 Quantenmechanik der zwischenmolekularen Wechselwirkung.- 3.2 Klassische Ansätze der zwischenmolekularen Wechselwirkung.- 3.3 Störungstheorie der langreichweitigen intermolekularen Wechselwirkung.- 3.4 Potentialfunktionen bei mittleren und großen Abständen.- 3.5 Nichtadditive Beiträge zur zwischenmolekularen Wechselwirkung.- 3.6 Das Potential äußerer Felder.- 3.7 Molekulare Systeme.- 3.8 Zusammenfassung.- 3.9 Zur Bestimmung der Parameter empirischer Potentialfunktionen.- 4 Molekulardynamik (MD) - Ziele, Aufgaben, Methoden.- 4.1 Molekulardynamische Simulationen - Grundgedanken -.- 4.2 Der prinzipielle Ablauf einer MD-Simulation.- 4.3 Algorithmen zur Trajektorienberechnung.- 4.4 Periodische Randbedingungen.- 4.5 Potential cutoff und shifted forces.- 4.6 Nachbarschaftstabellen, linked-cell-Technik.- 4.7 multiple-time-step-Methode.- 4.8 Vorgabe von Druck und Temperatur.- 4.9 Langreichweitige Wechselwirkungen.- 5 Erweiterte Molekulardynamik-Methoden.- 5.1 Erweiterte klassische Gleichgewichtsensemble.- 5.2 Klassische Nicht-Gleichgewichtsensemble.- 5.3 Quanten-Molekulardynamik.- 6 Direkte Simulation der Boltzmann-Gleichung.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Die Boltzmann-Gleichung.- 6.3 Abkoppeln des Strömungsterms.- 6.4 Dynamisches Monte-Carlo -Verfahren, zufällige Stöße.- 6.5 Die Algorithmen von Nanbu und Bird.- 7 Auswertung.- 7.1 Gleichgewichtseigenschaften.- 7.2 Dynamische Größen aus Gleichgewichtssimulationen.- 8 Abriß der Monte-Carlo-Methode (H.-L. Vörtler).- 8.1Grundbegriffe.- 8.2 Einfaches (naives) MC.- 8.3 MC-Simulation von Viel-Teilchensystemen (importance sampling).- 9 Anwendungen.- 9.1 Allgemeines.- 9.2 Wäßrige Elektrolytlösungen.- 9.3 MD-Simulationen zur Diffusion von Gastmolekülen in Zeolithen.- 10 Anhang.- 10.1 Maßeinheiten.- 10.2 Einige Eigenschaften der Fourier-Transformierten.- 10.3 Ein MD-Programm für ein Gemisch von Lennard-Jones-Molekülen.- 10.4 Zur Vektorisierung von FORTRAN Programmen.- Sachwortverzeichnis.