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粗粒化分子动力学-力场开发与应用的任务书
任务书：
随着材料计算的发展，分子动力学（MD）方法作为一种重要的材料计算手段，在材料的结构、性能等方面研究得到了广泛应用。而其中的力场是MD模拟的核心。本次任务旨在开发和应用一种粗粒化分子动力学-力场。具体任务和要求如下：
一.研究背景：
分子动力学模拟在研究材料性质方面被广泛使用，但在原子尺度上的分子动力学模拟的计算效率和成本仍存在挑战，因此诞生了粗粒化分子动力学模拟。粗粒化分子动力学模拟是以粗粒度为单位模拟体系，将原子对应为单一的粒子来模拟分子体系的动力学行为，从而大大降低计算成本，并且可以模拟大尺度的体系。力场是粗粒化分子动力学模拟的核心，事先定义好的力场参数决定了粗粒化粒子之间的相互作用以及与环境的相互作用。因此，力场的选择和参数优化对于模拟结果具有决定性的影响，而且不同的系统对应的力场也应该是不一样的。
二.研究任务：
1.开发一种适用于粗粒化分子动力学模拟的力场，包括粒子-粒子相互作用、粒子-环境相互作用；
2.利用开发的粗粒化分子动力学-力场模拟工具模拟和研究大尺度体系的物理性质，如流变性等；
3.将开发的粗粒化分子动力学-力场模拟工具应用于材料研究，如聚合物、金属等；
4.采用分子动力学模拟相关的软件进行模拟，如LAMMPS、GROMACS等。
三.研究内容：
1.粗粒化分子动力学模拟的理论介绍和实现原理；
2.模拟中用到的分子动力学模拟相关的软件使用介绍；
3.粗粒化分子动力学-力场的开发和优化；
4.模拟大尺度体系的物理性质；
5.聚合物、金属等材料的计算实例。
四.考核标准：
1.模拟方法的合理性和正确性；
2.力场玄学参数的合理性；
3.模拟结果的真实性；
4.实验数据与模拟结果的对比和分析。
五.时间安排：
本项任务共计5个月，时间安排如下：
第1个月：粗粒化分子动力学模拟基础与理论知识的学习，粗粒化分子动力学-力场的开发与优化；
第2个月：模拟软件的学习与使用；
第3个月-第4个月：聚合物材料模拟实例；
第5个月：金属材料模拟实例，任务报告的编写。
六.参考文献：
1.L.M.Maspoch,J.D.Vanegas,J.A.Zavala-Rivera,D.A.Orozco,G.Andrade,N.Medrano-Cerda,andJ.L.Rivera-Rivera.Theinfluenceofcoarse-grainrepresentationonthestructuralcharacterisationofpolyethylenebymoleculardynamicssimulations.Polymer54,7166-7174(2013).
2.S.Plimpton.Fastparallelalgorithmsforshort-rangemoleculardynamics.Journalofcomputationalphysics117,1-19(1995).
3.G.Ciccotti,D.Frenkel,andI.R.McDonald.Theoryofsimpleliquids:withapplicationstosoftmatter(SpringerScience&BusinessMedia,2013).
4.P.deMiguel,J.M.Méndez,M.González,andA.Madariaga.Moleculardynamicssimulationsofcoppermelting.PhysicalReviewB55,14086(1997).