Molekulardynamik-Simulationen

Im Folgenden ein paar Ergebnisse (als animierte gifs) einfach(st)er Molekulardynamik-Simulationen.

Die Teilchen interagieren dabei über ein Lennard-Jones-Potential. Die ersten 4 Simulationen haben harte Wände (realisiert über ein abgeschnittenes Lennard-Jones-Potential, nur abstoßende Wirkung). Die Anfangsbedingungen sind dabei so gewählt, dass die Teilchen (weitgehend) gleich verteilt sind mit 'zufällig' gewählten (nicht Maxwell-verteilten) Geschwindigkeiten (nicht 'besonders' realistisch). Die Simulationen 5 bis 9 haben periodische Randbedingungen, Simulation 10 ist eine Kombination (harter Boden, seitliche Ränder periodisch). Die Bewegungsgleichungen wurden mit dem Velocity-Verlet-Verfahren gelöst. Die Programmierarbeit erfolgte in (Wx)Maxima, die Animationen wurden mit Gnuplot generiert. Als Basisliteratur wurde das Buch 'Numerische Simulation in der Moleküldynamik' von Griebel et. al. herangezogen. Viel Spaß beim Anschauen!

Simulation 1: Teilchen in einem Behälter unter Einfluss der Schwerkraft

Simulation 2: Teilchen in einem Behälter ohne Schwerkraft

Simulation 3: Von der Ordnung aufgrund von numerischen Instabilitäten ins deterministische Chaos

Simulation 4: 'Küssende Teilchen' :-)

Simulation 5: 16 Teilchen mit periodischen Randbedingungen

Simulation 6: nochmal 16 Teilchen mit periodischen Randbedingungen

Simulation 7: 9 Teilchen mit periodischen Randbedingungen

Simulation 8: Schneefall mit annähernd konstanter Geschwindigkeit

Simulation 9: Schneefall mit annähernd konstanter Beschleunigung

Simulation 10: Teilchen unter dem Einfluss der Schwerkraft bei hartem Boden und periodischen Randbedingungen seitlich

Jänner, 2016