闭卷重建《相互作用势和力》的定义、公式链、数值基准、算法、误差预算与失败案例。
计算物理 · 小纸条
选一章打印。双面打印(按长边翻页)后沿虚线剪开,每张卡片正面题目、背面答案。
闭卷重建《velocity Verlet积分》的定义、公式链、数值基准、算法、误差预算与失败案例。
闭卷重建《周期边界和最小镜像》的定义、公式链、数值基准、算法、误差预算与失败案例。
闭卷重建《邻居表和截断》的定义、公式链、数值基准、算法、误差预算与失败案例。
闭卷重建《温度、压力与virial》的定义、公式链、数值基准、算法、误差预算与失败案例。
闭卷重建《恒温器与系综》的定义、公式链、数值基准、算法、误差预算与失败案例。
闭卷重建《平衡化、采样和输运量》的定义、公式链、数值基准、算法、误差预算与失败案例。
对象:velocity Verlet;kick-drift-kick;symplectic;reversibility;energy;公式:v半=v+hF(x)/2m,x新=x+hv半,v新=v半+hF(x新)/2m。;基准:恒力a下它精确给x新=x+vh+ah²/2、v新=v+ah。;边界:若第二次力仍用旧位置会造成能量系统漂移。
对象:Lennard-Jones;force;gradient;pair potential;Newton third law;公式:Lennard-Jones V=4ε[(σ/r)^12-(σ/r)^6],F_r=24ε[2(σ/r)^12-(σ/r)^6]/r。;基准:r=2^(1/6)σ时力为0且V=-ε,是势阱最低点。;边界:力符号或漏1/r会破坏有限差分梯度与动量守恒。
对象:neighbor list;cutoff;skin;cell list;rebuild;公式:列表半径r_l=r_c+r_skin;任一粒子位移超过r_skin/2前必须重建。;基准:r_c=2.5,skin=.4时阈值.2;最大位移.21继续复用会漏相互作用。;边界:只看净位移会漏往返最大运动;需相对建表参考位置计算。
对象:periodic boundary;minimum image;box;wrapping;distance;公式:坐标包裹x←x-L floor(x/L),位移Δx←Δx-L round(Δx/L)。;基准:L=10,粒子.2和9.8的直接距离9.6,最小镜像位移.4。;边界:先包坐标再直接相减仍可能错,力必须用最小镜像位移。
对象:thermostat;ensemble;Langevin;fluctuation-dissipation;canonical;公式:Langevin有摩擦-γv与噪声√(2γkBT/m)dW;两者满足涨落耗散。;基准:只有摩擦没有匹配噪声会把系统冷到0,而非保持T。;边界:过强耦合扭曲动力学相关函数;输运量采样需说明恒温策略。
对象:temperature;degrees of freedom;pressure;virial;constraint;公式:K=(f/2)kBT;P=NkBT/V+(1/dV)Σ_{i<j}r_ij·F_ij。;基准:3D去除总动量后f=3N-3,不能仍用3N换算温度。;边界:pair循环若双计数会让virial翻倍;自由度约束也要扣除。
对象:equilibration;sampling;MSD;Green-Kubo;transport;公式:扩散系数D=lim MSD/(2dt维数),Green-Kubo则积分速度自相关。;基准:若MSD在长时斜率3.0的三维图上,D=3.0/6=.5。;边界:把弹道短时t²区拟合成扩散斜率会严重高估D。