反应分子动力学(ReaxFF MD)是一种极具潜力可应用于模拟较大规模分子体系(>10,000个原子)化学反应的新方法。大规模ReaxFF MD模拟得到的原子轨迹和键级信息中蕴含着复杂的化学反应信息,人工分析机理并不现实。作者课题组开发的国际上首个反应分子动力学分析与可视化工具VARxMD,可从模拟结果中自动获取物种信息和详细的化学反应列表,并实现了基于子结构等特征对反应物种及其参与的反应进行自动分类。本工作在此基础上,进一步扩展了对指定起始反应物与目标产物之间的所有反应路径进行搜索,进而自动构建化学反应网络的功能。论文主要包括以下内容:(1)针对ReaxFF MD模拟结果提出基于VARxMD分析得到的反应列表和基于原子自动识别反应路径的两种策略。基于VARxMD分析得到的反应列表的构建策略需基于完整的反应列表且搜索目标的设定单一。相较之下,基于原子的反应路径搜索和反应网络构建策略可支持多对象搜索、且搜索得到的反应网络更加完整。(2)设计并实现了三种反应路径搜索方式,分别为仅指定起始反应物向前搜索其消耗路径、仅指定目标产物向后搜索其生成路径和同时指定起始反应物和目标产物搜索两者之间的所有反应路径,并设计了支持指定原子、化学键、分子和物种等多对象作为起始反应物或目标产物的基于原子进行反应路径搜索的算法,有利于研究者从多角度探索反应机理。反应路径搜索算法的实现基于宽度优先搜索策略,可根据指定的搜索目标,搜索得到目标在特定时间范围内的反应路径,并可进一步分析反应路径,总结出有规律的反应机理。(3)选用合适的有向图布局算法,即Sugiyama算法,并基于Qt的视图框架实现了化学反应网络的可视化。在此基础上,分别实现了基于物种合并的化学反应网络和未经合并的含时反应路径图的可视化显示。基于Qt的信号与槽机制实现了网络图的交互功能,有利于获得化学反应网络中蕴含的丰富的物种与化学反应信息。本论文在VARxMD已有的功能基础上扩展其反应路径自动追溯、构建化学反应网络的功能。随着方法的逐步完善,本文扩展的化学反应网络构建功能有望被采用ReaxFF MD方法进行模拟的研究人员广泛使用。