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材料计算与模拟6-simulation software
(1) Cerius2 – 4) 介观模拟方法
C2.DPD ( Dissipative Particle Dynamics ) -- 耗散粒子 动力学(DPD)是一种全新的介观模拟方法,用于 研究悬浮液、乳液及高分子熔体等复杂流体中的流 动现象。DPD方法预测流体的动力学行为,其基本 原理是用独立且相互作用的粒子模型代表流体中的 微滴(droplets)来实现牛顿流体力学的行为,从而 在更大的时间和空间尺度上模拟体系的行为和性质。
(1) Cerius2 – 3) 材料性质模拟计算工具
C2.Polymer Properties -- 分析聚合物结构模型,计算 回转半径、末端距、序参数、二面角分布、自由体 积、密度及Voronoi 体积等性质。
C2.Polymorph -- 根据分子的结构预测药物、染料、 精细化学品等有机晶体的多晶型结构。可预测化合 物的未知晶型,并可结合Rietveld结构精修方法确定 晶体结构。Polymorph使用快速的Monte Carlo模拟方 法,在合理的空间群范围内生成分子的可能堆积方 式,并最终找到能量最低的晶体构型。
(1) Cerius2 – 3) 材料性质模拟计算工具
C2.Mechanical Properties -- 预测材料力学性质的全面 的计算工具。通过计算任何类型材料的各种弹性模量, 可帮助研究人员设计新型的晶态及非晶态的聚合物、 陶瓷及半导体材料。
C2.Morphology -- 由内部晶体结构预测晶体生长外形, 有助于了解晶体生长外形与结构间的相关性及晶体生 长过程中溶剂和添加剂的影响
C2.Synthia -- Synthia用QSPR(定量结构/性质关系)统计相关 方法快速预测高分子的多种性质,因此可以对大量的高分子体 系进行快速筛选,以期得到具有某种特定性质的目标体系。 Synthia可以预测的性质包括电学、光学、磁学、力学和输运 性质,以及玻璃化转变温度(Tg)等。
(1) Cerius2 – 3) 材料性质模拟计算工具
(1) Cerius2 – 3) 材料性质模拟计算工具
C2.Blends -- 可预测液-液、高分子-高分子及高分子添加剂混合体系的相图及相互作用参数,可用于对影 响共混行为及配方的结构因子的研究。
C2.Conformers -- 提供分子结构的构象搜寻算法及相 关的分析工具。可表征分子的构象和柔性,并帮助研 究人员深入了解体系的空间及能量性质。
C2.Structure Predictor -- Structure Predictor 使用两种 不同的模拟退火方法,结合已知的晶体学和化学组 成的信息,可以分别对分子筛和金属氧化物的结构 进2.MesoDyn -- MesoDyn是预测软凝聚态材料(如高 分子共混物及溶液)介观结构的一种介观模拟方法。 与传统上使用平衡态理论确定软材料的形态不同, MesoDyn方法认为软凝聚态材料的形态是不规整的, 只能通过其动力学性质来表征。
(1) Cerius2 – 3) 材料性质模拟计算工具
C2.Sorption -- 使用Grand Canonical Monte Carlo(GCMC)预测分子在微孔固体(如分子筛)中 的吸附性质,可计算吸附等温线、结合位、结合能、 扩散途径及分子选择性等。
C2.Cation Locator -- Cation Locator使用基于格子的 算法确定无机物框架结构的势能极小值并确定在此 极小值下,骨架外阳离子所处位置(如确定分子筛 骨架结构中Ca离子的位置)。
(1) Cerius2 – 5) 量子力学计算程序
C2.CASTEP -- 先进的应用于材料科学的量子力学计算程序, 采用第一原理平面波赝势方法,可模拟固体、界面或表面的性 质,广泛适用于陶瓷、半导体及金属等体系,可研究:晶体材 料(半导体、陶瓷、金属、分子筛等)的性质、表面和表面重 构的性质、表面化学、电子结构(能带和态密度)、晶体的光 学性质、点缺陷性质(如空位、间隙或取代掺杂)、扩展缺陷 (晶粒间界、位错)、体系的三维电荷密度及波函数等;还可 以进行第一原理的分子动力学计算。
PASS -- COMPASS是PCFF力场的最新版本, 是第一个由凝聚态性质以及孤立分子的各种从头算和 经验数据经参数化并得到广泛验证的从头算力场,使 用COMPASS力场可以在很大的温度、压力范围内精 确地预测出孤立体系或凝聚态体系中各种分子的结构、 构象、振动以及热物理性质。
(1) Cerius2 – 2) 能量计算工具
C2.Minimizer -- 利用Cerius2软件的OFF力场,根据分子力学的 计算结果预测能量最低的结构,有助于对分子、大分子、无定 形态、晶体及表面的结构和性质的深入了解。
(1) Cerius2 – 2) 能量计算工具
C2.Dynamics -- 运用分子力学研究结构驰豫及材料的 动力学行为。可计算的性质包括稳定性、扩散系数、 径向分布函数、结构因子及速率自相关函数。
计算机软件简介
Introduction to Computer Software
材料设计计算机软件简介 及应用示例
材料设计与模拟软件概述: 介绍材料模 拟设计中各种计算机软件
Accelrys Materials Studio: 介绍该材料 模拟软件的各种计算机模块及其功能
材料设计与模拟软件概述
C2.HP Morphology -- HP Morphology是用于预测盐 类及其溶剂化物的晶体生长外形的一种最新方法。
(1) Cerius2 – 3) 材料性质模拟计算工具
C2.RMMC -- RMMC使用RIS Metropolis Monte Carlo方法进行 高分子体系的模拟。通过对单链或多链结构的计算可预测包括 末端距、转动半径、相关长度、偶极矩、特性粘度及临界摩尔 质量等在内的各种性质。
(1) Cerius2 – 2) 能量计算工具
C2.OFF(Open Force Field) -- 提供Cerius2软件中性质预测模块所 需的分子力场。软件提供了全面的力场数据库,适用的材料体 系包括无机物、高分子、分子筛、有机金属化合物以及其他材 料类型。
C2.FFE (Force Field Editor) -- 用户可采用力场数据库中的标准力 场或自定义力场参数。也可采用文献中的力场参数来解决用户 自己的问题,并发展和验证已有的力场参数。
1) 核心模块及图形界面 2) 能量计算工具 3) 材料性质模拟计算工具 4) 介观模拟方法 5) 量子力学计算程序 6) 实验数据解析工具 7) 统计相关方法 8) 软件开发工具
(1) Cerius2 – 简介
2.生命科学软件功能简介
众所周知,合理药物设计能够帮助医药研究机构加快药物 发现的过程。美国Accelrys公司的药物设计软件,针对不同的研 究状况,提供相应的解决方案:无论是在受体蛋白结构已知的 情况下,还是在只了解部分有机小分子的情况下,都能够针对 治疗目标,提供有效信息。这里介绍的Cerius2药物软件包,能 够针对配体结构已知/未知、受体结构已知/未知、应用组合化学 方法等几种情况,开始先导化合物的设计与优化。
(1) Cerius2 – 3) 材料性质模拟计算工具
C2.GULP -- GULP是广泛使用的、以力场为基础的 晶格模拟程序,可优化晶体的结构、预测离子极化 性、进行缺陷能量计算及分子动力学模拟。GULP 可模拟下述体系或过程的性质:氧化物;点缺陷、 杂质和空位;表面;离子迁移;分子筛和其他微孔 材料的反应性与结构;粘土中的离子;陶瓷;无序 结构等。
Cerius2, Materials Studio, InsightII, Discovery Studio Modeling, Catalyst, Felix, QUANTA, Tsar, Topkat, GCG, Crystal Studio, ChemOffice…
Matlab, Origin, MathCAD, Nestch Peak Separation, MDI Jade 5.0
workstations Accord: cheminformatics suites
On-line Information:
(1) Cerius2 – 简介
1.材料科学软件功能简介
Accelrys Cerius2软件运行于SGI IRIX工作站系统上,是 Accelrys产品线中用于材料计算的主要平台之一,有十多年的产 品开发历史,不仅界面友好易用,而且集成了全面的材料计算 工具,包括分子力学、分子动力学、量子力学、Monte Carlo、 统计力学以及介观动力学等多种计算方法。
1) 分子模型构建与显示 2) 分子力学与动力学计算工具 3) 合理药物设计-QSAR和基于结构的药物设计 4) 组合化学
(1) Cerius2 – 1)核心模块及图形界面
C2.Visualizer -- 软件核心模块及图形用户界面。Visualizer模块 为构造、编辑、显示、分析三维分子结构模型提供了全面的模 拟环境。结构模型构造工具
(1) Cerius2 – 1) 核心模块及图形界面
C2.Polymer Builder -- 用于建造、显示高聚物的结构。 系统提供了极丰富的单体数据库,用户亦可以自定义 新的单体。可帮助研究人员了解和表征聚合物的结构。
C2.Amorphous Builder -- 建造无定形分子结构,包括 高分子本体和高分子溶液的结构模型。结合模拟和分 析工具,为深入了解无定形结构与性质之间的关系提 供了强有力的工具。
(1) Cerius2 – 5) 量子力学计算程序
C2.ESOCS -- 计算固体的电子及磁学性质。可有效 地计算缺陷的电子结构、材料的吸收和反射光谱以 及磁性。ESOCS可广泛应用于金属、合金及染料工 业,也可用于磁记录工业中使用的磁性材料的优化 设计。
C2.Crystal Builder -- 用于建造及显示无机、高分子及分子晶体 的结构模型,为进一步的结构研究及性质模拟提供基础