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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 分子模拟 » LAMMPS/DL_POLY » 求教我的二氧化硅体系的弛豫应该采用nvt系综还是npt系综
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brucefan

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
10楼: Originally posted by brucefan at 2018-01-06 17:49:10
我的科学网博客中推荐了Tucketman的书。这不是给菜鸟看的，但只有这本书讲清楚了。我的网名是brucefan1983
...

写错字了，是Tuckerman。

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11楼2018-01-06 17:49:59
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brucefan

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

如果你还有本贴的疑问，就说明书还没读好。这是MD中最基本的技术之一。控压就是将体系的压强控制到目标压强附近涨落，以此自动得到合适的密度或者说盒子大小。很多人肤浅地认为用NPT系综就相当于温度压强不变，都是没读好书的结果。

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12楼2018-01-06 17:56:31
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mgqqlwq

铜虫 (著名写手)
引用回帖:
10楼: Originally posted by brucefan at 2018-01-06 17:49:10
我的科学网博客中推荐了Tucketman的书。这不是给菜鸟看的，但只有这本书讲清楚了。我的网名是brucefan1983
...

看了您很多的博客文章，原来是南京大学的校友学长，非常感谢您的分享！不过您也说了，菜鸟可能一时还无法完全理解，能不能麻烦学长就我的这个问题给点具体的指导呢？周期性边界条件的话一般应该采用npt系综是吗？因为边界上的压强应该是零，不知道我理解的对不对呢？
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13楼2018-01-06 23:15:58
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brucefan

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
mgqqlwq: 金币+20, ★★★★★最佳答案 2018-01-07 10:28:24
引用回帖:
13楼: Originally posted by mgqqlwq at 2018-01-06 23:15:58
看了您很多的博客文章，原来是南京大学的校友学长，非常感谢您的分享！不过您也说了，菜鸟可能一时还无法完全理解，能不能麻烦学长就我的这个问题给点具体的指导呢？周期性边界条件的话一般应该采用npt系综是吗？因 ...

用什么系综，取决于研究目的。一般情况下，我们都是对某个或某些具体的压强和温度下系统的性质感兴趣，所以我们就要用相应的算法得到这样的状态。如果用NVT系综，系统盒子是固定不变的。那么，待体系充分平衡之后，系统的压强可能是你想要的，也可能不是你要的。一般只有提前知道系统的晶格常数或者密度时才不用NPT来平衡。否则，一般都是要用NPT来平衡，得到你想要的压强和温度(这叫做目标压强和温度)。至于你问压强要取多少，那是你自己设定的，对应你想研究的状态，别人怎么知道你到底要研究什么压强下的性质？如果你研究未被拉伸或压缩的体系，那就取零好了。拉伸的和压缩的分别对应负的和正的压强(有的程序的约定相反)。有时还采用各项异性压强，那也是依研究目标而定。最后，不要光看屏幕输出的最后一个数值。在MD中任何量都要看其统计平均和时间演化。

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14楼2018-01-07 03:54:42
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mgqqlwq

铜虫 (著名写手)
引用回帖:
14楼: Originally posted by brucefan at 2018-01-07 03:54:42
用什么系综，取决于研究目的。一般情况下，我们都是对某个或某些具体的压强和温度下系统的性质感兴趣，所以我们就要用相应的算法得到这样的状态。如果用NVT系综，系统盒子是固定不变的。那么，待体系充分平衡之后， ...

谢谢brucefan大神，您的解答非常有帮助！我这里的话因为是要对模拟的体系进行一定温度下的弛豫，期望让体系经过一定时间后达到热平衡的状态。我的理解是，因为采用的是周期性边界条件，模拟体系的边界处实际上相当于处于无限大的材料的“内部”的，材料内部的话在平衡时应该是零压强的状态，所以需要用npt系综控制边界处的压力，尽量得到一个接近于0的压强值，这样才符合实际的物理状态，请问不知道我这样的理解是否正确呢？
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15楼2018-01-07 10:37:56
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brucefan

专家顾问 (著名写手)
用周期边界不一定就是零压状态。相反，用自由边界条件往往对应零压状态。用了周期边界才可以控压，因为此时调整盒子大小才会改变压强，起到控压的作用。你需要了解如何计算位力，以及周期边界的物理意义。我无法用几句话与你说清。这些东西在MD教科书一中可能不会明显说出来，但属于那种"物理常识"。

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16楼2018-01-07 14:46:33
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brucefan

专家顾问 (著名写手)
用周期边界可以实现任何压强。例如，要模拟高压环境，就可以用周期边界并将目标压强设置为一个高压，例如50GPa。如果一开始的盒子对应零压状态，那么在NPT平衡过程中，盒子就会慢慢缩小，压强就会慢慢增大，直到趋于目标压强。不同的算法和参数给出的定量结果不一样，但大致趋势都是一样。所以你的理解有误，需要更正。最好读基本英文的MD书中的系综算法部分。

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17楼2018-01-07 14:52:19
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mgqqlwq

铜虫 (著名写手)
引用回帖:
17楼: Originally posted by brucefan at 2018-01-07 14:52:19
用周期边界可以实现任何压强。例如，要模拟高压环境，就可以用周期边界并将目标压强设置为一个高压，例如50GPa。如果一开始的盒子对应零压状态，那么在NPT平衡过程中，盒子就会慢慢缩小，压强就会慢慢增大，直到趋于 ...

谢谢您耐心的解答！对我非常有帮助，看来我非常需要再好好学习一下基本的原理。不好意思，再请教您一个问题，我看您博客里推荐了《Molecular-dynamics-simulation-elementary-methods》这本书，作为基础书籍您是不是认为比《Computer simulation of liquids》这些更为常见的书更好一些呢？
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18楼2018-01-07 21:21:58
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Killemon

金虫 (小有名气)
引用回帖:
8楼: Originally posted by mgqqlwq at 2018-01-06 16:26:44
非常感谢！我看结果主要的区别就是压力的差别，请问一下周期性边界条件的话压强一般在什么范围内是合适呢？用NVT的话为什么压强这么大呢？...

看你模拟的过程需要什么压强了，我不确定你的SiO2在这个么高压强下是否还稳定。 NVT恒温恒体积，从0K升温到300K压强肯定要升高啊！
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加油！
19楼2018-01-08 03:35:27
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mgqqlwq

铜虫 (著名写手)
引用回帖:
19楼: Originally posted by Killemon at 2018-01-08 03:35:27
看你模拟的过程需要什么压强了，我不确定你的SiO2在这个么高压强下是否还稳定。 NVT恒温恒体积，从0K升温到300K压强肯定要升高啊！...

谢谢您的回复！我想模拟的对象对压强没有特别的要求，就是在常温常压下的环境，所以我感觉我应该选择体系的边界处压力为零。所以是不是选npt这个系综更合适一些
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20楼2018-01-08 11:24:07
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