周期性边界条件的实现

根据中心元胞的形状，可以采取不同的方法实现周期性边界条件。中心元胞的形状有立方体、三个方向不等长的长方体、三个轴不相互垂直的平行六面体、复杂的十二面体等。模拟小分子气体、液体、溶液等物质，模拟结果与中心元胞的形状没有关系。但是，模拟具有各向异性的晶体、液晶等物质，模拟结果与中心元胞形状有一定关系。一般地，中心元胞应尽可能与模拟体系有相同或相似的对称性。

目前，最常用的中心元胞是长方体元胞，用FORTRAN语言实现长方体元胞的周期性边界条件非常便利。对于位于(xi，yi，zi)的粒子施加周期性边界条件，可用下列语句实现

式中，Lx，Ly，Lz分别为中心元胞在z,y,z方向的长度；函数ANINT的作用是截取最靠近的整数。

施加周期性边界条件后，在模拟过程中不但需要考虑中心元胞中的粒子，还应考虑无穷多个像元胞中的无穷多个像粒子。因此，计算中心元胞中的任意一个粒子与其他粒子之间的相互作用时，不但需要计算位于中心元胞中的其他粒子与该粒子之间的相互作用，也要计算所有像元胞中的全部像粒子与该粒子之间的相互作用。为了计算具有周期性边界条件的模拟体系中粒子之间的相互作用，必须引入最近邻像约定。