Условие:
Условие задачи
В трехмерной кубической МД-ячейке с длиной ребра L находится N заряженных
частиц. Провести моделирование взаимодействия N тел с помощью метода молеку-
лярной динамики на языке Python. Рассчитать траектории частиц, зависимости полной кинетической Wk и потенциальной энергий Wp от времени. Максимальное время моделирования выбрать самостоятельно.
Начальное распределение координат частиц (x, y, z) = равномерное в интервале [−L/10, L/10]
Начальное распределение скоростей частиц − vi = проекции скоростей равны нулю
Граничные условия = МД-ячейка находится в центре области со сферически-симметричном электростатическим полем U(r) = (r2)E010^(−4)/L^(2)
тип частиц = He+
E0, кэВ = 2
потенциал взаимодействия = ZBL
количество частиц N = 6
длина ребра L, нм = 30
схема интегрирования = с перешагиванием (leapfrog)
Решение:
Для решения задачи моделирования взаимодействия заряженных частиц в трехмерной кубической ячейке с использованием метода молекулярной динамики, мы можем использовать язык Python. Ниже приведен пример кода, который реализует описанные условия задачи.
Импорт необходимых библиотек
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt