利用Python实现简单LJ流体的分子动力学模拟并根据轨迹计算径向分布函数以及扩散系数

前言：此程序是笔者2021秋季学期的一门课程的作业（拖延症晚期发作，现在才分享出来）。此程序是基于github上一个Python程序修改得到，原程序详见 [1]。由于笔者对原程序中的约化单位不太适应，所以将约化单位改成了实际单位，并引入了氩的参数。通过这个程序，我对分子动力学（MD）的模拟过程和数据的处理都有了更加深入的了解，所以分享出来，希望对大家有所帮助。同时，大家发现问题也可以直接指出，极其欢迎文明、友善的交流讨论。 

理论基础：MD的基本模拟过程和相关理论详见[2]，此处仅展示径向分布函数（RDF）和扩散系数的计算公式（公式直接从老师的课件截图而来）。

RDF的计算公式：

通过爱因斯坦关系计算扩散系数：

通过积分速度自相关函数得到扩散系数：

代码：

参考文献：

[1] https://github.com/basnijholt/molecular-dynamics-Python/blob/master/MD.ipynb;

[2] Frenkel, Daan, and Berend Smit. Understanding molecular simulation: from algorithms to applications. Vol. 1. Elsevier, 2001.