MD模拟的发展趋势-4

1.3.4 AIMD模拟与反应性分子力场

虽然AIMD模拟不需要预先输入分子力场模型，但AIMD模拟的计算量巨 大，严重限制了其应用范围。因此，发展具有更高效率的AIMD模拟算法，以 及在模拟中更好地利用现代计算机技术，是AIMD模拟的主要研究方向。在 AIMD的发展过程中，CPMD方法的提出和实现具有重要的意义。但是，CPMD 模拟仍然是计算量巨大的算法，只能模拟很小的系统，难以满足应用需求。因 此，只有在AIMD模拟效率和计算系统计算速度上均取得突破，A1MD模拟方 法才能实现更广泛的应用口口。

在模拟过程中现场计算原子间相互作用、允许化学键的断裂和生成是AIMD 模拟的两大特点。反应性分子动力学模拟(reactive molecular dynamics, RMI)) 虽然不具有现场计算原子间相互作用的特点，但允许化学键的断裂和生成，成为 MD和AIMD的重要补充。其中.反应性分子力场ReaxFF具有几乎与经典MD 相同的模拟效率，可以模拟多达百万数量级的原子体系，但对化学键生成与断裂 的处理比较粗糙"刃。相反，多状态经验价键模型MSEVB (multi-states empirical valence bond)可以模拟各种化学环境下的化学反应、质子转移等，是目前最 具发展前途的RMD方法之一。这种方法，可以认为是一种半经验MI)模拟，兼具MD模拟速度快和AIMD允许化学键的断裂和生成的双重特点，是 MD模拟发展的重要方向。