从刘维尔方程到Velocity-Verlet算法

从刘维尔方程到Velocity-Verlet算法技术背景 我们说分子动力学模拟是一个牛顿力学的过程 在使用量子化学的手段或者深度学习的方法或者传统的力场方法 去得到某个时刻某个位置的受力之后 就可以获取下一步的整个系统的状态信息 这个演化的过程所使用的算法 也在历史上演化了多次 从 1967 年的 Verlet 算法

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技术背景

我们说分子动力学模拟是一个牛顿力学的过程,在使用量子化学的手段或者深度学习的方法或者传统的力场方法,去得到某个时刻某个位置的受力之后,就可以获取下一步的整个系统的状态信息。这个演化的过程所使用的算法,也在历史上演化了多次,从1967年的Verlet算法,到后来的Leap-Frog算法,再到Velocity-Verlet算法。我们可以先看一看这三种算法的形式,再从刘维尔方程出发,看看Velocity-Verlet算法的由来。


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Verlet算法

我们把\(r(t+\delta t)\)\(r(t-\delta t)\)看做是两个函数,分别对\(r(t+\delta t)\)\(r(t-\delta t)\)在时刻\(t\)处进行二阶泰勒展开有:

\[r(t+\delta t)=r(t)+v(t)\delta t+\frac{F(t)}{2m}\delta t^2\\ r(t-\delta t)=r(t)-v(t)\delta t+\frac{F(t)}{2m}\delta t^2 \]
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上一篇 2025-02-11 11:34
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