分子扩散系数：在一个不流动的环境中，若某组分在空间各位置上的浓度不同，则此组分的分子便可能从浓度高的地方传递到浓度低的地方。这是靠分子扩散的方式传递的。单位面积的传递速率与浓度梯度（即两点的浓度差除以这两点间的距离）成正比。这比例常数称为分子扩散系数。

本案例以H2O分子为例

建立初始结构

（1）建造一个的水分子

运行MS，打开一个新的xsd文档命名为h2o.xsd。在工具栏选择Sketch Atom工具绘制一个水分子，如下图所示。然后点击Clean工具修正得到合理的几何构象。

（2）结构优化

首先在静电和范德华相互作用的计算中使用电荷组。打开Forcite Calculation模块中的Energy选项，将Forcefield选择COMPASSⅢ，Charges选择Forcefiled assigned, Electrostatic和van der Waals设置为基于电荷组Group based。

将Forcite Preparation Options中的Forcefield types和Charge group设置为Calculate automatically。

Setup中选择Geometry Optimization，点击Run进行结构优化。

优化完成后，选择Display Style将颜色按电荷组分类

（3）建造多分子水的无定型体系

选择菜单栏Modules上的Amorphous Cell，在下拉列表中选择Calculation，打开Amorphous Cell Calculation对话框。

本案例中添加50个水分子，Density设为0.997g cm-1，打开Options，将optimize geometry选项取消选择。

Energy窗口下的Forcefield跟之前设置为一样。

点击Run，计算结束后就会产生一个包含50个水分子无定形体系的轨迹文档。

初始结构弛豫

为了方便后续的计算，我们把xtd文件copy到xsd文件中进行后续计算。

打开Forcite Calculation选项，将Energy中的Electrostatic和van der waals设置为Group based，Task中选择Geometry Optimization，进行计算。

计算完成后，进行快速的退火计算。Task中选择Anneal，点击More，将Annealing cycles设为1，Initial temperature和Mid-cycle temperature分别设置为300 K和500 K。

动力学模拟

用Forcite模块中的Dynamics对体系进行平衡计算。打开Forcite Calculation中的Setup对话框，下图所示。Task选择Dynamics选项。

在这里因为我们一开始设置了一个标准大气压下的水的密度，所以无需再用NPT系综进行密度弛豫，而是直接用NVT系综进行计算，打开Forcite Dynamics窗口，将Ensemble设置为NVT，Temperature设置为298 K，Number of steps设置为2000。

恒温箱设置为Velocity Scale。

点击Run进行计算。因为某些恒温方法可能会干扰系统的动力学，并可能影响稍后将计算的扩散系数，所以我们需要在恒定能量下继续模拟（NVE）。打开Forcite Dynamics窗口，将Ensemble设置为NVE， Number of steps设置为5000，Frame output every设置为250步。点击Run进行计算。

运行结束后会自动产生一个xtd文件夹，里面包含扩散的轨迹文档。

扩散系数

选择计算完成后的xtd文件，把H2O定义为一个集合。激活xtd文件，将所有H2O全选，在菜单栏Edit下拉菜单中选Edit Sets，打开Edit Sets对话框，按New按钮将所有H2O命名为h2o。

设置完成后，就可以对水分子进行分析了。在工具栏Forcite下拉列表选择Analysis，打开Forcite Analysis对话框。选择目录下的Mean squared displacement(均方位移)，在Sets中选中h2o，Length设置为21,如下图所示。

然后点击Analyze开始分析,即可得到以下结果。

从图中可以看出，水的扩散系数为：D=0.4443 Å2 ps-1要转换为更常用的单位cm2s-1，即D=0.4443×10-4 cm2 s-1。