[发明专利]用于确定粒子轨迹中的键的方法和装置

说明书

本公开内容涉及用于确定粒子轨迹中的键的方法(100)，包括以下步骤：获得(101)材料系统中的粒子轨迹的数据集。动态地识别材料系统中的粒子之间的键(102)，其中，动态地识别键包括：选择(103)包括一对粒子(10，11)的候选键。在以下情况下，将候选键确定(104)为结合的：在第一预定时间段(t1)内，基于该对粒子(10，11)的粒子半径(r1，r2)的组合，该对粒子(10，11)比预定最大距离更近；在第二预定时间段(t2)期间，该对粒子(10，11)之间的平均距离(d')在与以下各项中的至少一项相关联的公差(t')内：该对粒子(10，11)的偏径向分布函数pRDF的峰值，或者该对粒子(10，11)的最近邻距离或平衡键长的度量；以及在第三预定时间段(t3)内，候选键中的第一粒子(10)不存在于与候选键中第二粒子(11)和任何其他粒子(12)相关联的排斥体(15)内，或者候选键中的第一粒子在存在于排斥体(15)内的情况下满足键长标准。

技术领域

本公开内容涉及一种用于确定粒子轨迹中的键和预测粒子轨迹中的力的方法。

背景技术

目前，许多技术上相关的材料和液体在其通常是无序和/或动态的分子间结构和动力学方面是复杂的。即使对于较简单的材料，其制造和操作通常也涉及一些复杂性。

材料系统的结构可以通过例如其组成粒子之间的键来限定。

目前，市场上存在旨在确定材料系统的结构和动力学的实验方法，例如比如x射线衍射、振动光谱、电阻抗光谱和电化学技术。

然而，所提及的实验技术无法正面面对复杂性问题，即这些实验技术要么预测非常局部的结构，要么仅预测晶体结构。然而，所述实验技术无法可靠且快速地捕获材料系统中原子之间的显式动力学、结构和键。对于量子化学建模方法、例如哈特里-福克(Hartree-Fock)理论、密度泛函理论、耦合簇计算等也是如此。分子动力学和类似技术可以在必要的尺度上明确地捕获原子运动，但是当前可用的分析技术可能无法捕获出现的更高水平(例如，超分子)结构及其动力学。

在复杂的材料系统中，原子轨迹通常很复杂并且进行分析是有挑战性的，特别是关于超分子结构和动力学。因此，动态表征和识别材料系统中原子之间的键将使得能够计算材料系统的物理化学特性中的许多物理化学特性以及了解所述物理化学特性是如何从分子尺度动力学中产生的。

因此，在分析系统的无序结构和动力学的领域中存在差距，更具体地，需要确定材料系统中原子之间的键。

因此，需要以快速、有效和可靠的方式确定原子轨道中的键，以便进一步预测材料系统的物理化学特性。因此，本领域中的方法存在探索提供用于确定材料系统中的键的快速、有效和可靠的方法的领域的空间。

尽管一些目前已知的解决方案在某些情况下工作良好，但是期望提供满足上述要求的方法和装置。

发明内容

因此，本公开内容的目的是提供减轻、缓解或消除上面所识别的缺陷和缺点中的一个或更多个的方法和装置。

该目的借助于用于确定粒子(例如原子)轨迹中的键的方法、计算机可读存储介质及其装置来实现。