基于GPU加速的分子动力学模拟近程非键结力计算优化研究

一、引言

1.1研究背景与意义

分子动力学模拟作为一种强大的计算工具，在材料科学、生物化学、物理化学等众多领域发挥着举足轻重的作用。它基于牛顿运动定律，通过数值计算的方法模拟分子体系中原子的运动轨迹，从而深入探究分子的结构、动力学行为以及热力学性质。在材料科学领域，分子动力学模拟能够帮助研究人员理解材料的微观结构与宏观性能之间的关系，为新型材料的设计与开发提供理论依据。例如，在研究金属材料的力学性能时，通过分子动力学模拟可以观察到原子在受力过程中的位错运动和晶格变形，进而揭示材料的强化机制和失效原因，为提高材料的强度和韧性提供指导。在