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jianjunjiang鐵桿木蟲 (正式寫手)
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[求助]
如何計(jì)算均方位移（MSD）中原子在不同時(shí)刻的位移差
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各位大俠： 在計(jì)算均方位移（MSD）時(shí)，要計(jì)算出不同時(shí)刻某個(gè)粒子的位移（比如說ri（t）-ri(0)），ri（t）和ri(0)是粒子在不同時(shí)刻的位置， 請(qǐng)問這種情況下，是不是也要利用最小鏡像原理計(jì)算出ri（t）-ri(0)相應(yīng)模的最小值。（請(qǐng)注意，不同時(shí)刻模擬盒子的大小不一樣） |
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brucefan
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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
jianjunjiang: 金幣+5, ★★★★★最佳答案 2016-07-31 23:23:51
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"有一點(diǎn)要特別注意的是，在模擬流體（氣體和液體）時(shí)，要定義兩套坐標(biāo)，對(duì)其中一套坐標(biāo)施加一個(gè)周期邊界條件（即每當(dāng)某個(gè)粒子跑出模擬盒子，就把它拉回來；對(duì)于固體，這是沒有必要的），對(duì)另一套坐標(biāo)不用施加周期邊界條件（即不用將跑出盒子的粒子拉回盒子，而是任其自由跑動(dòng)，即允許體系“擴(kuò)散”）。求力的時(shí)候，一定要用那套施加了周期邊界條件的坐標(biāo)（不然求的力是不對(duì)的）；而計(jì)算MSD時(shí)，則用那套沒有施加周期邊界條件的坐標(biāo)（不然計(jì)算的MSD是錯(cuò)的）。" 上面一段話取自于我的博文（詳見我的名為《用分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)》的博文：http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3102863&do=blog&id=991891）。我的博文中提供了完整的C語(yǔ)言源代碼、matlab后處理腳本、以及算例。 再回到你的問題“ 在計(jì)算均方位移（MSD）時(shí)，要計(jì)算出不同時(shí)刻某個(gè)粒子的位移（比如說ri（t）-ri(0)），ri（t）和ri(0)是粒子在不同時(shí)刻的位置， 請(qǐng)問這種情況下，是不是也要利用最小鏡像原理計(jì)算出ri（t）-ri(0)相應(yīng)模的最小值。（請(qǐng)注意，不同時(shí)刻模擬盒子的大小不一樣）” 答案是：不需要，因?yàn)闉橛?jì)算MSD所保存的坐標(biāo)是“自由”坐標(biāo)，不需要施加周期邊界條件的。 |
2樓2016-07-31 23:11:09
jianjunjiang
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3樓2016-07-31 23:23:53
jianjunjiang
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不過我還有個(gè)問題，假設(shè)我們要計(jì)算兩個(gè)氫原子中心的MSD（為了簡(jiǎn)單起見，只考慮x方向），假設(shè)t=0時(shí)，兩個(gè)氫原子坐標(biāo)是0.1L和0.9L（L為t=0時(shí)的盒子在x方向長(zhǎng)度），那么t=0他們的中心坐標(biāo)為（0.1L+L+0.9L）/2=L或者（0.9L-L+0.1L）/2=0,經(jīng)過dt時(shí)間后，假設(shè)兩個(gè)氫原子坐標(biāo)是0.2L和0.3L（為了簡(jiǎn)單起見，假設(shè)盒子長(zhǎng)度不變），那么此時(shí)兩個(gè)氫原子中心坐標(biāo)為0.25L�，F(xiàn)在問題就出現(xiàn)了，這兩個(gè)時(shí)刻（t=0和t=dt)氫原子中心坐標(biāo)的位移是0.25L-L還是0.25L-0呢？ 期待您的答復(fù)，謝謝！ |
4樓2016-07-31 23:37:12
brucefan
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jianjunjiang: 金幣+3, ★★★很有幫助 2016-08-01 08:14:10
jianjunjiang: 金幣+3, ★★★很有幫助 2016-08-01 08:14:10
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你還是沒有明白我講的要點(diǎn)。在計(jì)算這種距離時(shí)，要用一套新的坐標(biāo)。這套新的坐標(biāo)是不對(duì)其作周期邊界條件束縛的。如果用這樣的坐標(biāo)，就不會(huì)出現(xiàn)水分子中兩個(gè)氫原子坐標(biāo)一個(gè)在0.1一個(gè)在0.9的情形。你要想象，有兩套坐標(biāo)，一套是用來計(jì)算力的，一套是單獨(dú)用來計(jì)算均方位移的。你去把我給的代碼看明白就會(huì)清楚些。 [ 發(fā)自手機(jī)版 http://www.gaoyang168.com/3g ] |
5樓2016-08-01 03:29:41
jianjunjiang
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