물리화학2 텀프로젝트

목차

1. 서론: 분자동역학 (Molecular Dynamics) 소개

2. 본론
1) 분자동역학의 이론
2) First-Principles Calculation 계산과 분자동역학의 실제 응용
3) 제일원리 계산의 중요성
4) 분자동역학 실생활 응용 분야
5) 제일원리 계산 과정

3. 결론

4. 참고 자료

본문내용

서론: 분자동역학 (Molecular Dynamics) 소개

우주를 이루는 물질은 수많은 원자들이 상호작용하며 복잡한 운동을 보이고 있다. 이러한 운동의 이해와 예측은 자연과학의 핵심 주제 중 하나이며, 분자동역학은 이를 수치적으로 모사하는 도구로서 주목받고 있다. 분자동역학은 뉴턴의 운동방정식을 활용하여 물질 내의 수많은 원자들의 운동을 추적하고 시뮬레이션하는 방법으로, 현대 과학과 산업 분야에서 중요한 역할을 하고 있다. 물리적인 시스템의 원자들은 서로의 힘에 의해 상호작용하며 운동한다. 이 힘의 효과를 수치적으로 계산하기 위해 분자동역학은 뉴턴의 운동방정식을 활용한다. 각 원자의 위치와 속도는 초기 조건에 따라 설정되며, 시간이 지남에 따라 이러한 원자들은 그들 간의 힘에 의해 움직이게 된다.

분자동역학에서 힘을 정확히 계산하는 것은 핵심 과제 중 하나이다. 원자들 간의 힘은 원자 간의 퍼텐셜 에너지를 계산함으로써 얻어지며, 이는 경험적 또는 양자역학적인 퍼텐셜을 사용하여 구할 수 있다. 퍼텐셜 에너지의 변화를 미분함으로써 각 원자에 작용하는 힘을 계산한다. 뉴턴의 운동방정식을 풀기 위해 여러 수치적 방법이 사용된다. 오일러 방법은 가장 단순한 방법이지만, 오차가 크기 때문에 실제로는 벌렛방법, 비만방법, 청개구리방법 등이 널리 사용된다. 이러한 방법들은 높은 정밀도와 안정성을 제공하며, 물질의 운동을 효과적으로 시뮬레이션할 수 있다.

본론
1. 분자동역학의 이론
분자동역학은 우리가 살고 있는 현실 세계를 이루는 물질들의 움직임을 뉴턴의 운동방정식을 통해 추적함으로써 발전해온 이론적인 분야이다. 이론물리학의 기초를 이루는 이 분야는 고전역학의 개념을 넘어서, 분자 및 원자들의 상호작용을 계산하고 이를 기반으로 시간에 따른 운동을 예측하는데 주력한다. 분자동역학의 핵심은 물질을 이루는 각 원자의 운동과 상호작용을 정확하게 모델링하는 것이다.

참고 자료

박창용, D. Mishra, 박유근. (2022). 분자동역학 시뮬레이션을 이용한 전위의 특성 비교. 대한기계학회 춘추학술대회,
강채동. (2001). 분자동역학법과 열공학. 기계저널, 41(2), 62-63.