Classical molecular dynamics

Additional materials for our lectures

Software packages

  1. TrajLab is probably the first attempt for a general molecular simulation package in MATLAB. While the authors are well aware that many other highly specialized and highly optimized program packages for the same or similar purposes exist (e. g. AMBER, GROMACS, NAMD, etc.), the user-friendly MATLAB environment offers easy access to understanding and manipulating the codes, testing novel algorithms and non-standard force fields, advanced analysis techniques, and performing all kinds of numerical experiments with TrajLab.

  2. Gromacs is a versatile package to perform molecular dynamics dimulations, i.e. simulate the Newtonian (or other variants) equations of motion for systems with hundreds to millions of particles. It is primarily designed for biochemical molecules like proteins, lipids and nucleic acids that have a lot of complicated bonded interactions, but since GROMACS is extremely fast at calculating the nonbonded interactions (that usually dominate the computational effort) many groups are also using it for research on non-biological systems, e.g. polymers.

Recommended papers

Recommended books

Unsere Standardempfehlung ist das Buch von Tamar Schlick, das besonders auf biomolekulare Fragestellungen eingeht. Aber auch die Werke von Frenkel und Smit sowie von Leach mit ihrer physik- bzw. chemie-orientierten Sichtweise sind sehr lesenswert. Die benötigte Numerik ist in dem Buch von Hairer, Lubich und Wanner hervorragend erklärt. Über die technischen Aspekte von Simulationen erfährt man am meisten in dem ´´Klassiker´´ von Allen und Tildesley sowie in dem modernen Buch von Griebel et al.. Die zugehörige Mathematik ist relativ anschaulich in den ´´Numerischen Kochrezepten´´ von Press et al. dargestellt. Hinweis: Die meisten der genannten Bücher sind - zumindest teilweise - kostenlos bei Google einsehbar!

  1. M. P. Allen, D. J. Tildesley
    Computer Simulations of Liquids
    Clarendon, Oxford (1987)

  2. Ch. Chipot, A. Pohorille (Hrsg.)
    Free Energy Calculations
    Springer, Berlin/Heidelberg (2007)

  3. C. J. Cramer
    The Essentials of Computational Chemistry
    John Wiley & Sons (2004)

  4. K. A. Dill and S. Bromberg
    Molecular Driving Force
    Garland Science / Taylor & Francis, New York/London (2002)

  5. D. Frenkel, B. Smit
    Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications
    Academic Press, San Diego (2002)

  6. M. Griebel, S. Knapek, G. Zumbusch, A. Caglar
    Numerische Simulation in der Moleküldynamik
    Springer, Berlin/Heidelberg (2004)

  7. E. Hairer, C. Lubich, G. Wanner
    Geometric Numerical Integration
    Springer, Berlin/Heidelberg (2002)

  8. H. D. Höltje, W. Sippl, D. Rognan, G. Folkers
    Molecular Modeling: Basic Principles and Applications
    Wiley, Hoboken/NJ (2008)

  9. F. Jensen
    Introduction to Computational Chemistry
    John Wiley & Sons (2004)

  10. A. R. Leach
    Molecular Modelling: Principles and Applications
    Prentice Hall, Harlow (2001)

  11. D. Marx and J. Hutter
    Ab Initio Molecular Dynamics. Basic Theory and Advanced Methods
    Cambridge University Press (2009)

  12. W. H. Press, S. A. Teutolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery
    Numerical Recipes. The Art of Scientific Computing
    Cambridge University Press

  13. T. Schlick
    Molecular Modeling and Simulation. An Interdisciplinary Guide
    Springer, Berlin/Heidelberg (2002)

  14. M. Tuckerman
    Statistical Mechanics. Theory and Molecular Simulation
    Oxford University Press (2010)

Lecture notes

Version ""e37f5459" (Aug 23, 2018)