原子尺度材料模拟的计算机程序包,更知名为,是用于执行从头计算法量子力学分子动力学使用Vanderbilt赝势,或投增强波的方法和一个平面波基组的程序包。理论基础是密度泛函理论,但该程序还允许使用后-DFT更正,如混合函数混合密度泛函理论和哈特里-福克方程交换,多体扰动理论和随机相位近似方法内的动态电子相关。
LAMMPS 是由桑迪亚国家实验室开发的一套分子动力学模拟的开源程序包。 LAMMPS使用讯息传递界面实现多机器并行计算,在新的版本中,支持基于CUDA和OpenCL的GPU计算。其以GNU通用公共许可证发布,因而开源自由。
CHARMM是一种用于分子动力学的分子力场,同时,采用这种力场的分子动力学软件包也采用了这个名称。CHARMM开发项目包括一个与马丁·卡普拉斯及其在哈佛大学的研究小组合作的开发者网络,这个网络包含了美国等地的开发者,协同开发及维护CHARMM软件包。这个软件允许进行学术研究的个人及小组在支付一定费用之后得到使用许可。
分子力场根据量子力学的波恩-奥本海默近似,一个分子的能量可以近似看作构成分子的各个原子的空间坐标的函数,简单地讲就是分子的能量随分子构型的变化而变化,而描述这种分子能量和分子结构之间关系的就是分子力场函数。分子力场函数为来自实验结果的经验公式,可以讲对分子能量的模拟比较粗糙,但是相比于精确的量子力学从头计算方法,分子力场方法的计算量要小数十倍,而且在适当的范围内,分子力场方法的计算精度与量子化学计算相差无几,因此对大分子复杂体系而言,分子力场方法是一套行之有效的方法。以分子力场为基础的分子力学计算方法在分子动力学、蒙特卡罗方法、分子对接等分子模拟方法中有着广泛的应用。
反应力场,是一种基于键级的分子力场,常用于分子动力学模拟,由Adri van Duin、William A. Goddard, III和加利福尼亚理工学院的合作者提出。传统力场因不能满足断裂和形成键的要求而不能模拟化学反应,因而ReaxFF避开了显式的键并基于键级,从而允许连续的键的形成或断裂。ReaxFF的目标是尽可能地通用,已参数化并测试了烃的反应、烷氧基硅烷胶凝、过渡金属催化的纳米管的形成和高能材料。
GROMACS是一套分子动力学模拟程序包,主要用来模拟研究蛋白质、脂质、核酸等生物分子的性质。它起初由荷兰格罗宁根大学生物化学系开发,目前由来自世界各地的大学和研究机构维护。GROMACS是开源免费的软件,4.6版之前的版本使用GNU通用公共许可证发行,而4.6版之后使用GNU宽通用公共许可证发行。
并行退火,也称作replica exchange MCMC sampling,是一种用于动态改进蒙特卡罗方法的模拟算法。该算法用于模拟物理过程。同时更普遍地应用于马尔科夫蒙特卡洛抽样方法。
Sugita和Okamoto数学定义了一种分子动力学描述的并行退火算法:通常被称为replica-exchange molecular dynamics。
《物理化学期刊A》是一个关于分子化学的期刊,内容涵盖分子动力学、光谱学、结构学和量子化学,由美国化学会出版。
詹姆斯·安德鲁·麦卡蒙,美国物理化学家、加利福尼亚大学圣迭戈分校教授,以运用理论与计算化学的原则和方法来研究生物系统而知名。2011年被选为美国国家科学院院士。麦卡蒙与斯蒂芬·哈维1987年出版了《核酸与蛋白质的动力学》一书,对分子力学与分子动力学有重要贡献。
韦尔莱算法是一种用于求解牛顿运动方程的数值方法,被广泛应用于分子动力学模拟以及视频游戏中。韦尔莱算法的优点在于:数值稳定性比简单的欧拉方法高很多,并保持了物理系统中的时间可逆性与相空间体积元体积守恒的性质。