【3.3.4】gromacs朗格文动力学(Langevin Dynamics)

朗格文动力学 ( Langevin Dynamics ) 是控制模拟系统能量的一种常用算法,在多种分子模拟软件中都可以看到。

分子模拟在一定的系综下进行,所以要保持系统状态不变,比如控制系统温度,压强等。由于计算机不是百分百精准,微小的误差在长时间的模拟过程中可能被不停积累和放大,于是需要不同的方法对系统进行不停调整。这些调整的方法有很多,比如 Berendersen, Nose-hoover, Langevin。

模拟系统中的原子受到起周围原子相互作用力,依据所受作用力根据牛顿第二定律运动。朗格文动力学的实现方法是给原子添加两个额外的作用力,即摩擦力和随机力。该摩擦力大小为原子速度乘于其质量再乘于一个摩擦因子(gamma),其方向与原子速度相反。而随即力可以理解为来自溶液分子的随机相互作用等。这个两个力一起调节系统中各个原子的运动,以达到对整个系统能量的调控,即调控系统温度,压强等。

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