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小木蟲論壇-學術(shù)科研互動平臺 » 計算模擬區(qū) » 分子模擬 » CPMD/CP2K » 擴散
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zxm86金蟲 (初入文壇)
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[求助]
擴散
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| 在計算某一環(huán)狀物質(zhì)的均方位移圖時，我發(fā)現(xiàn)它的總均方位移圖為一條S型曲線，按照常理來說，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三個方向上運動還受限,這又是怎么回事��？求助于各位！急······ |
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4樓2011-07-03 12:26:23
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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
ghcacj(金幣+8): 謝謝 2011-07-04 12:54:48
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明白了，你說的就是向一個方向的平動。原因是我前面說的，模擬之前，軟件會根據(jù)預設(shè)溫度T計算總動能3/2*kT，再按照Boltzmann分布給每個原子隨機分配初始速度vi，使得sum(1/2*m*vi^2)-3/2*kT。這種隨機分配很可能造成整個分子的合速度在某個方向上不為0，導致分子整體向那個方向移動，除非它受到碰撞，否則不會改變方向。 你的分子的單向擴散是因為你的體系里或者沒有其它分子，或者有溶劑比如水分子，但是因為水分子相比你的環(huán)狀很小，碰撞對該大分子動能的耗散影響很小，其平動方向的改變會極其緩慢。所以這不是“運動受限”。而是由于體系所包含的環(huán)狀分子個數(shù)少（1個）而引起的非物理的效應(yīng)。你多加幾個分子應(yīng)該就不會這樣了。 其實不只有平動，還會有轉(zhuǎn)動。振動，轉(zhuǎn)動， 平動（擴散）是分子運動的三個基本形式。 |
6樓2011-07-04 01:13:11
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【答案】應(yīng)助回帖
★ ★ ★ ★ ★
ghcacj(金幣+5, 模擬EPI+1): 這個EPI想不給都不行 2011-07-04 12:55:10
ghcacj(金幣+5, 模擬EPI+1): 這個EPI想不給都不行 2011-07-04 12:55:10
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你可能會問，如果跑不了大體系，只能跑一個環(huán)狀分子，這種單向平動對采樣結(jié)果和性質(zhì)計算有影響么？有！擴散系數(shù)不準確。實驗測定的擴散系數(shù)是10^26數(shù)量級的分子數(shù)目的統(tǒng)計平均結(jié)果。你只跑一個分子，而且貌似時間不夠長，第一個回轉(zhuǎn)調(diào)頭都沒完成，明顯采樣時間不足，你怎么能拿這樣的擴散系數(shù)去跟實驗比呢？相應(yīng)地，與擴散相關(guān)的粘度，導熱等性質(zhì)全部由于采樣不充分而誤差較大。 當然，這個不準確只限于你的溶質(zhì)，環(huán)狀分子。溶劑水分子的擴散系數(shù)可能是準確的。因為：1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，其擴散運動的周期很短。相比而言，你的溶質(zhì)環(huán)狀分子的擴散周期就很大。 說到這里你可能已經(jīng)明白，要想把溶質(zhì)的擴散系數(shù)模擬準確，可以增加溶質(zhì)數(shù)量，延長模擬時間。分子模擬的本質(zhì)是時間平均等效系綜平均（真實平均）。也就是說你的模擬時間足夠長，就可以用1個或少數(shù)幾個分子再現(xiàn)宏觀實驗測量值（10^26分子數(shù)量級）。問題是，你需要模擬時間多長？長度要是其擴散周期的至少3-10倍。（見我在另外一個帖子“分子模擬要多長”中的回復）你可以通過粘度系數(shù)的實驗值，用Einstein方程估算擴散系數(shù)，進而估算平動運動的最大無關(guān)時間（擴散周期）。然后模擬時間應(yīng)該是它的3-10倍。對于大分子而言，這個擴散最大無關(guān)時間，可能是幾百個ns數(shù)量級。 |
7樓2011-07-04 01:14:53
ChemiAndy
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8樓2011-07-04 01:24:06
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