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zxm86金蟲(chóng) (初入文壇)
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[求助]
擴(kuò)散
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| 在計(jì)算某一環(huán)狀物質(zhì)的均方位移圖時(shí)，我發(fā)現(xiàn)它的總均方位移圖為一條S型曲線，按照常理來(lái)說(shuō)，均方位移圖用該是直線啊，急需求助于各位高人！另外，它在X、Y、Z三個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)還受限,這又是怎么回事��？求助于各位！急······ |
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2樓2011-07-01 12:12:20
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3樓2011-07-03 09:59:34
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ghcacj(金幣+1): 謝謝 2011-07-04 12:53:57
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"這個(gè)環(huán)狀物質(zhì)在X/Y/X三方運(yùn)動(dòng)中某一方向受限",不明白你指的是什么。是不是這個(gè)分子一直整體向某個(gè)方向移動(dòng)？如果是這樣的話，是因?yàn)樯沙跏妓俣鹊臅r(shí)候在某個(gè)方向上的凈速度不為0導(dǎo)致的。 “環(huán)狀結(jié)構(gòu)舒服了它的擴(kuò)散”，環(huán)狀結(jié)構(gòu)本身與分子的整體平動(dòng)并不矛盾啊。還是我沒(méi)理解你的問(wèn)題？ |
4樓2011-07-03 12:26:23
zxm86
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5樓2011-07-03 20:17:58
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ghcacj(金幣+8): 謝謝 2011-07-04 12:54:48
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明白了，你說(shuō)的就是向一個(gè)方向的平動(dòng)。原因是我前面說(shuō)的，模擬之前，軟件會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)溫度T計(jì)算總動(dòng)能3/2*kT，再按照Boltzmann分布給每個(gè)原子隨機(jī)分配初始速度vi，使得sum(1/2*m*vi^2)-3/2*kT。這種隨機(jī)分配很可能造成整個(gè)分子的合速度在某個(gè)方向上不為0，導(dǎo)致分子整體向那個(gè)方向移動(dòng)，除非它受到碰撞，否則不會(huì)改變方向。 你的分子的單向擴(kuò)散是因?yàn)槟愕捏w系里或者沒(méi)有其它分子，或者有溶劑比如水分子，但是因?yàn)樗肿酉啾饶愕沫h(huán)狀很小，碰撞對(duì)該大分子動(dòng)能的耗散影響很小，其平動(dòng)方向的改變會(huì)極其緩慢。所以這不是“運(yùn)動(dòng)受限”。而是由于體系所包含的環(huán)狀分子個(gè)數(shù)少（1個(gè)）而引起的非物理的效應(yīng)。你多加幾個(gè)分子應(yīng)該就不會(huì)這樣了。 其實(shí)不只有平動(dòng)，還會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)。振動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)， 平動(dòng)（擴(kuò)散）是分子運(yùn)動(dòng)的三個(gè)基本形式。 |
6樓2011-07-04 01:13:11
ChemiAndy
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【答案】應(yīng)助回帖
★ ★ ★ ★ ★
ghcacj(金幣+5, 模擬EPI+1): 這個(gè)EPI想不給都不行 2011-07-04 12:55:10
ghcacj(金幣+5, 模擬EPI+1): 這個(gè)EPI想不給都不行 2011-07-04 12:55:10
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你可能會(huì)問(wèn)，如果跑不了大體系，只能跑一個(gè)環(huán)狀分子，這種單向平動(dòng)對(duì)采樣結(jié)果和性質(zhì)計(jì)算有影響么？有！擴(kuò)散系數(shù)不準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)測(cè)定的擴(kuò)散系數(shù)是10^26數(shù)量級(jí)的分子數(shù)目的統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果。你只跑一個(gè)分子，而且貌似時(shí)間不夠長(zhǎng)，第一個(gè)回轉(zhuǎn)調(diào)頭都沒(méi)完成，明顯采樣時(shí)間不足，你怎么能拿這樣的擴(kuò)散系數(shù)去跟實(shí)驗(yàn)比呢？相應(yīng)地，與擴(kuò)散相關(guān)的粘度，導(dǎo)熱等性質(zhì)全部由于采樣不充分而誤差較大。 當(dāng)然，這個(gè)不準(zhǔn)確只限于你的溶質(zhì)，環(huán)狀分子。溶劑水分子的擴(kuò)散系數(shù)可能是準(zhǔn)確的。因?yàn)椋?是作為溶劑，你的體系的水分子可能很多；2是水分子很小，受到碰撞很容易改變方向，或者說(shuō)，其擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的周期很短。相比而言，你的溶質(zhì)環(huán)狀分子的擴(kuò)散周期就很大。 說(shuō)到這里你可能已經(jīng)明白，要想把溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)模擬準(zhǔn)確，可以增加溶質(zhì)數(shù)量，延長(zhǎng)模擬時(shí)間。分子模擬的本質(zhì)是時(shí)間平均等效系綜平均（真實(shí)平均）。也就是說(shuō)你的模擬時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以用1個(gè)或少數(shù)幾個(gè)分子再現(xiàn)宏觀實(shí)驗(yàn)測(cè)量值（10^26分子數(shù)量級(jí)）。問(wèn)題是，你需要模擬時(shí)間多長(zhǎng)？長(zhǎng)度要是其擴(kuò)散周期的至少3-10倍。（見(jiàn)我在另外一個(gè)帖子“分子模擬要多長(zhǎng)”中的回復(fù)）你可以通過(guò)粘度系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值，用Einstein方程估算擴(kuò)散系數(shù)，進(jìn)而估算平動(dòng)運(yùn)動(dòng)的最大無(wú)關(guān)時(shí)間（擴(kuò)散周期）。然后模擬時(shí)間應(yīng)該是它的3-10倍。對(duì)于大分子而言，這個(gè)擴(kuò)散最大無(wú)關(guān)時(shí)間，可能是幾百個(gè)ns數(shù)量級(jí)。 |
7樓2011-07-04 01:14:53
ChemiAndy
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ghcacj(金幣+3): 謝謝 2011-07-04 12:55:59
ghcacj(金幣+3): 謝謝 2011-07-04 12:55:59
修正一下“用1個(gè)或少數(shù)幾個(gè)分子再現(xiàn)宏觀實(shí)驗(yàn)測(cè)量值”，不準(zhǔn)確。1個(gè)應(yīng)該不行，正如你的體系，沒(méi)有與其它溶質(zhì)的碰撞，不能真實(shí)再現(xiàn)其擴(kuò)散系數(shù)。如果你需要準(zhǔn)確的擴(kuò)散性質(zhì)，溶質(zhì)數(shù)目就必須充分多。我覺(jué)得怎么著也得3個(gè)吧，3體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致混沌。 |
8樓2011-07-04 01:24:06
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