反应分子动力学(ReaxFF MD)模拟结果分析工具VARxMD  

VARxMD,a new tool for reaction analysis of ReaxFF MD simulations

作　　者：刘健[1,2] 李晓霞[1] 郭力[1] 郑默[1,2] 韩君易[1,2] 袁小龙[1] 聂峰光[1] 刘晓龙[1,2] 

机构地区：[1]中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京100190 [2]中国科学院大学,北京100049

出　　处：《计算机与应用化学》2014年第6期641-647,共7页Computers and Applied Chemistry

基　　金：国家自然科学基金资助项目(21073195;21373227和21103196)

摘　　要：反应分子动力学（ReaxFF MD）是一种很有潜力研究较大体系（＞1000个原子）复杂化学反应的方法.国际上现有的ReaxFFMD模拟结果分析工具无法让用户了解所模拟的过程中发生的化学反应细节,对于规模小或简单的反应体系进行人工分析还可以接受,但对于原子规模达到～1000-～10000的大体系模拟,反应分析功能的缺乏,将使研究者对反应机理的分析陷入困境.本文研发的反应分子动力学分析与可视化工具VARxMD（Visualization and Analysis of ReaxFF Molecular Dynamics）,它是国际上第一个实现对ReaxFF MD模拟轨迹进行化学反应自动分析的工具.VARxMD是基于Qt/VTK和其它第三方库研发的跨平台图形用户界面程序,借助化学信息学的化学结构处理方法,对ReaxFF MD模拟结果轨迹中的原子、物种、成断键的分析,并结合数据可视化和分子片段结构可视化,实现对ReaxFF MD模拟结果的深度分析,可获得模拟过程中完整的化学反应信息.VARxMD已应用于煤热解和聚乙烯等复杂分子体系热解的化学反应机理探索,且VARxMD具有通用性,有望被应用于更多的体系.This paper introduces VARxMD （Visualization and Analysis of ReaxFF Molecular Dynamics）,a new tool for reaction analysis of ReaxFF MD simulations.The major implementation strategy of VARxMD is briefly overviewed.Features of VARxMD for reaction analysis of ReaxFF MD simulation are described.The applications of VARxMD in depth analysis of the complex chemical reactions involved in coal pyrolysis for a large coal model are presented.VARxMD is a general tool for the reaction analysis of ReaxFF MD simulation trajectory that is difficult to access manually,therefore,it can provide great conveniences for reaction mechanism investigation using ReaxFF MD and its wider applications can be expected.

关 键 词：反应分子动力学 VARxMD 化学反应分析与可视化 化学反应机理 化学信息学 

分 类 号：TQ015.9[化学工程] TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术]