ReaxFF MD模拟结果的化学反应网络自动构建及可视化

发布时间：2022-02-16 10:01

　　反应分子动力学（ReaxFF MD）是一种极具潜力可应用于模拟较大规模分子体系（>10,000个原子）化学反应的新方法。大规模ReaxFF MD模拟得到的原子轨迹和键级信息中蕴含着复杂的化学反应信息,人工分析机理并不现实。作者课题组开发的国际上首个反应分子动力学分析与可视化工具VARxMD,可从模拟结果中自动获取物种信息和详细的化学反应列表,并实现了基于子结构等特征对反应物种及其参与的反应进行自动分类。本工作在此基础上,进一步扩展了对指定起始反应物与目标产物之间的所有反应路径进行搜索,进而自动构建化学反应网络的功能。论文主要包括以下内容:（1）针对ReaxFF MD模拟结果提出基于VARxMD分析得到的反应列表和基于原子自动识别反应路径的两种策略。基于VARxMD分析得到的反应列表的构建策略需基于完整的反应列表且搜索目标的设定单一。相较之下,基于原子的反应路径搜索和反应网络构建策略可支持多对象搜索、且搜索得到的反应网络更加完整。（2）设计并实现了三种反应路径搜索方式,分别为仅指定起始反应物向前搜索其消耗路径、仅指定目标产物向后搜索其生成路径和同时指定起始反应物和目标产物搜索两者之... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．４?ＶＡＲｘＭＤ的化学反应列表及其对应的化学反应索弓丨表示例??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?Ａｎ?ｅｘａｍｐｌｅ?ｏｆ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｌｉｓｔ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｒｅ?

若仅指定反应网络的起点或者终点，即指定ｍｏｌｓ?（ｍｏｌｓ为起始反应物分子??集合或者目标产物分子集合），则可进行向前搜索或向后搜索的反应路径遍历。??图３．６展示了向前搜索或向后搜索ＲｅａｘＦＦ?ＭＤ模拟体系中一组分子集合之间反??应路径算法的伪代码

图３．１４?Ｑｔ的视图框架１５２１??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１４?Ｓｃｈｅｍｅ?ｆｏｒ?Ｑｔ?ｖｉｅｗｅｒ１５２１??图３．１５展示了本论文采用Ｑｔ的视图框架进行ＲｅａｘＦＦ?ＭＤ模拟分析获得的??化学反应网络进行可视化显示程序中的类继承关系，本工作定义的新类包括化学??反应网络类ｎｅｔｗｏｒｋ，反应网络包含的节点类（Ｎｏｄｅ）和边类（Ｅｄｇｅ），在图３．１５??中以黄色的矩形表不。为了利用Ｑｔ的视图框架，ｎｅｗｏｒｋ继承自ＱＧｒａｐｈｉｃｓＶｉｅｗ，??反应网络包含的节点（Ｎｏｄｅ）和边（Ｅｄｇｅ）均继承自ＱＧｒａｐｈｉｃｓＩｔｅｍ，可以显不??在任意视图窗口中。据Ｑｔ的官方说明手册［４２］，此视图框架可以处理数个到数万??个项，并允许用户单击、拖动和选取项，在Ｇｒａｐｈｉｃｓ?Ｖｉｅｗ框架中，通过二元空??间划分树（Ｂｉｎａｒｙ?Ｓｐａｃｅ?Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ，ＢＳＰ）提供快速的图元查找，能够实时地

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3627773