python在材料模拟中的应用_材料模拟在计算机中使用的软件

材料模拟在计算机中使用的软件

材料模拟简介

首先，

材料模拟是在传统材料设计上发展出来的技术。

传统的材料设计是根

据材料的性质和成分，通过理论计算推出目标材料的结构，然后通过实验合成。

这样的研究是最基本的，

也是脚踏实地的工作，

但世界中未知的结构和功能太多

了，

每次都通过实际的实验会浪费很多经费和时间，

大大增加了研究周期。

因此，

在计算机发展起来的今天，

具有智慧的先辈们根据分子理论设计出一系列分子模

拟软件，把你所设计的结构输入这些软件，软件就会返回结构的能量、性质。

模拟的原理和作用

目前材料模拟中所使用的软件非常多，

但总体上工作过程有很大的共性，

也

就是说，

它们都是从分子动力学原理、

量子力学原理等等基础科学理论出发，

利

用计算机计算材料结构的性质。

其工作过程大致如下：

(

一

)

根据所输入计算机的结构计算结构中能量

能量大致分为如下几个部分：

(

二

)

根据量子力学原理、分子动力学原理等等来分别计算电子波函数、核的

动能等性质。

(

三

)

由计算出来的波函数、能量就可以用来反映材料的性质

如下图所示，能量和波函数可以分别用于不同方向的研究：

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