Computer simulation is an essential tool in studying the chemistry and physics of liquids. Simulations allow us to develop models and to test them against experimental data. They can be used to evaluate approximate theories of liquids, and to provide detailed information on the structure and dynamics of model liquids at the molecular level.
This book is an introduction and practical guide to the molecular dynamics and Monte Carlo methods. The first four chapters describe these methods in detail, and provide the essential background in intermolecular forces and statistical mechanics. Chapters 5 and 6 emphasize the practical aspects of writing efficient programs and analysing the simulation results. The remaining chapters cover advanced techniques, non-equilibrium methods, Brownian dynamics, quantum simulations, and some important applications.
FORTRAN code is presented in the text.
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这本书的结构组织非常清晰,仿佛是作者多年教学经验的沉淀。它从最基础的分子动力学框架开始,逐步引入了处理温度、压力、相变等复杂环境的手段。我欣赏它在讨论复杂流体现象时的系统性。例如,在模拟固-液界面时,作者清晰地指出了界面能的计算难点,并对比了不同截断方法在处理近场和远场力时的优劣。最让我感到醍醐灌顶的是关于“稀疏采样”的讨论——如何在保证统计有效性的前提下,避免在不感兴趣的区域进行不必要的计算。这直接关系到计算资源的最优化配置。整本书的论述风格非常“务实”,每一个概念的引入都伴随着对其实际计算复杂度和潜在误差的评估。它避免了纯粹的数学推导,而是聚焦于“如何让模拟跑得更快、更准确”这一核心目标。对于任何致力于流体计算模拟领域的科研人员来说,这本书无疑是近十年来最值得投资的学术专著之一,它的参考价值将是长期的。
评分说实话,当我拿起这本厚厚的著作时,内心是充满敬畏的。我过去接触的关于流体力学和统计物理的书籍,大多偏向解析解和宏观现象的描述,而这本则彻底转向了微观的、离散的视角。它没有浪费篇幅去复述经典的Navier-Stokes方程的推导,而是直接切入了数值方法的实施层面。最让我印象深刻的是关于Monte Carlo方法在液相模拟中的应用,尤其是Metropolis算法的改进和温度梯度的处理。作者似乎拥有无尽的耐心,将每一步积分、每一种采样策略背后的统计误差都剖析得淋漓尽致。阅读体验是相当“硬核”的,它要求读者具备扎实的数学基础和编程经验,否则很容易在复杂的积分方程和矩阵运算中迷失方向。但对于那些渴望掌握前沿计算工具,想要挑战复杂介质(比如界面、高压流体)模拟瓶颈的人来说,这本书绝对是案头必备的“武功秘籍”,每一次翻阅都能发现新的优化思路和潜在的陷阱规避技巧。
评分我得坦白,这本书的阅读过程是一次漫长而孤独的“攀登”。它的深度令人叹服,但坦率地说,门槛也相当高。对于初学者而言,前几章可能还算友好,介绍了基本概念和一些简单的相互作用势能模型。然而,一旦进入到关于路径积分和量子效应的讨论,普通读者几乎会被远远甩在后面。我感觉作者默认读者已经非常熟悉经典力学和量子统计的基础,所以他直接跳跃到了如何将这些理论转化为高效的计算机代码。书中对于“时间步长”选择的敏感性和“收敛性”的判断标准,那种近乎偏执的严谨性,让我对模拟的准确性有了全新的认识。我尤其注意到了对长程相互作用处理的章节,如何巧妙地利用快速傅里叶变换(FFT)来加速计算,这种将数学技巧融入物理模型的精妙结合,是教科书上很少见到的高阶知识。总而言之,这是一本给“玩家”准备的,而不是给“旁观者”准备的。
评分从应用的角度来看,这本书的价值简直无可估量。我过去一直苦于在材料科学领域,如何准确模拟液体在纳米尺度下的行为,例如润湿性、扩散系数的温度依赖性等。市面上的许多软件工具箱提供了现成的API,但它们往往像一个“黑箱”,你输入参数,输出结果,却不明白结果是如何产生的,更别提针对特定问题进行定制化修改了。这本书恰好填补了这一知识鸿沟。它详细剖析了如何为特定的原子模型(如Lennard-Jones、修正的Coulomb相互作用等)建立参数集,并演示了如何通过模拟来提取热力学量和输运性质。它不仅仅是理论,更是“方法论的蓝图”。我甚至开始尝试用书中的一些技巧来优化我们实验室现有代码中的粒子间力计算部分,效果立竿见影。这本书真正教会我的,是如何成为一个能设计和校验模拟方法的计算科学家,而非仅仅是软件的使用者。
评分这本书真是让人大开眼界,我原以为对流体的理解已经算得上是有些基础了,毕竟在物理系里待了这么多年,但这本书一下子把我拉到了一个全新的高度。它深入浅出地讲解了如何用计算机模拟液体——这个我们日常生活中无处不在,但本质上又极其复杂的系统。作者没有仅仅停留在理论的罗列上,而是非常注重实操性和方法论的构建。比如,关于分子动力学模拟(MD)的算法选择、能量最小化策略的效率评估,以及如何处理边界条件以避免周期性边界带来的伪影,这些细节处理得极为到位。我特别欣赏它对“真实性”与“计算成本”之间权衡的探讨。模拟固然强大,但如何确保模拟结果能有效映射到宏观的物理世界,中间的桥梁构建才是关键。书中大量的图表和案例分析,清晰地展示了不同模拟参数对最终结果的影响,这对于任何想把理论知识转化为实际计算模型的工程师或研究人员来说,都是一份宝贵的指南。它不仅仅是教你“怎么做”,更重要的是让你理解“为什么这么做”。
评分It was recommended by my prof for my independent research. Straight forward explanation, but fundamental knowledge of physical chemistry and programming are prerequisites.
评分It was recommended by my prof for my independent research. Straight forward explanation, but fundamental knowledge of physical chemistry and programming are prerequisites.
评分行业圣经级别的教材,虽然古董但还是得看啊
评分MD经典
评分这个比Frenkel的那本胜在了分析深度,但没题目练习、编排也相当紧巴巴,一不留神眼睛就看瞎的节奏。。。
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