[发明专利]原子结构三维显示方法、系统、存储介质、程序、终端

权利要求书

1.一种原子结构三维显示方法，其特征在于，所述原子结构三维显示方法包括：

第一步，MD分子动力学模拟环境，通过MD方法对矿物材料原子或分子结构模型进行建模计算；

第二步，计算结果通过虚拟现实技术开发环境，与虚拟现实世界进行数据图像耦合；

第三步，耦合结果的力学特性将通过力反馈交互系统反馈，在克服作用力的情况下重新组合原子结构，对分子或原子结构的破坏、重组。

2.如权利要求1所述的原子结构三维显示方法，其特征在于，所述原子结构三维显示方法通过X射线衍射实验获得材料所含原子的空间坐标；通过定义原子之间相互作用势能来定义结构中的原子力场；通过原子的势能对坐标的偏导获得作用在每个原子上的力；运用牛顿第二定律即可获得结构中每个原子的加速度；通过选择时间步长，对加速度求积分获得每个原子的速度，再对速度求积分可获得每个原子的位移，获得结构新的构型。

3.如权利要求1所述的原子结构三维显示方法，其特征在于，所述原子结构三维显示方法的分子动力学模拟可以获得各个时刻下每个原子的加速度、速度和位移，通过统计力学原理，用少数粒子长时间的平均行为来取代大量粒子的瞬时平均行为，宏观物体的宏观物理量。

4.如权利要求1所述的原子结构三维显示方法，其特征在于，所述原子结构三维显示方法以代表性单元为元胞，加上周期边界条件，采用三维周期边界条件可以模拟大尺寸的块体材料；采用二维周期边界条件模拟表面及薄膜；采用一维周期边界条件模拟纳米丝，用纳米尺度的模拟结果来与宏观的物理力学性质进行比较。

5.如权利要求1所述的原子结构三维显示方法，其特征在于，所述原子结构三维显示方法使用的蒙脱石含有Na⁺，si⁴⁺，Al²⁺，Mg²⁺，O^2-，OH^-及H₂O分子，对不同的离子进行差异染色，同时赋予各自对应的原子量，以构建各自的惯性特征；作用力通过原子中心间距的函数计算而来，在一定范围内原子间作用力对外表现为吸引力，超出一定范围表现为排斥力。

6.如权利要求5所述的原子结构三维显示方法，其特征在于，所述吸引力和排斥力的大小、方向均根据原子间相对位置，及原子晶格分布密度计算得出，然后通过人机交互给用户整体的力反馈体验，力反馈交互设备能够提供6个自由度的操作，包括直角坐标系里的3个正交轴方向和绕各自轴的旋转方向。

7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

第一步，MD分子动力学模拟环境，通过MD方法对矿物材料原子或分子结构模型进行建模计算；

第二步，计算结果通过虚拟现实技术开发环境，与虚拟现实世界进行数据图像耦合；

第三步，耦合结果的力学特性将通过力反馈交互系统反馈，在克服作用力的情况下重新组合原子结构，对分子或原子结构的破坏、重组。

8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

第一步，MD分子动力学模拟环境，通过MD方法对矿物材料原子或分子结构模型进行建模计算；

第二步，计算结果通过虚拟现实技术开发环境，与虚拟现实世界进行数据图像耦合；

第三步，耦合结果的力学特性将通过力反馈交互系统反馈，在克服作用力的情况下重新组合原子结构，对分子或原子结构的破坏、重组。