本书以从纳观到介观、微观、宏观的尺度变化为主线，依次介绍了第一性原理计算、分子力学、分子动力学、蒙特卡洛方法、元胞自动机、相场模拟、分形渗流、人工神经网络与机器学习等内容。
本书以知识与案例结合、理论与应用结合为特色，可作为高等学校材料专业及相关专业的高年级本科生和研究生教材，也可供科研工作者和工程技术人员参考。

第1章绪论
1.1概述
1.2材料计算设计分类及层次
1.3材料模拟计算的基本过程
1.4材料计算设计理论基础及典型应用

第2章量子化学从头计算
2.1概述
2.2量子力学基础
2.3单电子原子
2.4多电子系统波函数形式和斯莱特行列式
2.5多电子系统的能量
2.6哈特里-福克方程
2.7罗特汉-霍尔方程和求解
2.8利用从头计算计算分子性能

第3章密度泛函理论
3.1密度泛函理论简介
3.2霍恩伯格-科恩定理
3.3科恩-沈方程
3.4自旋极化密度泛函理论
3.5局域密度近似与交换关联函数
3.6科恩-沈方程的解法
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