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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 » 其他 » 【讨论】系综问题
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老虎大王

木虫 (著名写手)
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ghcacj(金币+10, 模拟EPI+1):精彩答疑 2010-11-02 12:07:38
引用回帖:
Originally posted by shengxiang at 2010-11-02 08:30:43:


像MSD，RDF这样的函数的话在NPT系综下跑出来的可靠吗？不同的系综对结构信息没有影响吧？

你这个问题就问到点子上了。

你是否研究过RDF的计算公式？里边的体积是一个定值，但是NPT系综下的V不是定值，全部的问题就在这里。问题不在于NPT系综下的原子位置可否用来计算RDF，而是在于你如何修正这个公式，使得它可以统计NPT下的RDF。当然，最简单的办法是忽略体积变化（当体积波动确实很小的时候），而采用平均体积。比较精致一点的办法就是在统计过程中考虑体积的变化，这需要在原来的程序中做一些相应的修改。

同样的道理，MSD是计算原子的移动，但这里同时有盒子本身的膨胀，当盒子膨胀的时候，实际上同时标定了原子的位置，这样，原子实际移动的距离就和你直接算出来的距离有偏差了，对不对？实际上，NPT中对温度的控制，或者NVT系综，也有同样的问题，你为了控制温度，从而对速度作出了标定，这样实际上也影响了原子每步的移动距离。这样，你如果要求比较严格，在编写程序的时候就要作出相应的考虑。但如果你计算MSD的时候，系统已经达到平衡，温度和体积都变化很小，你也可以忽略这些问题，就和NVE系综一样的计算，那也不是不行。当前版本Lammps中计算MSd就不考虑这些。

由此可见，我们并不是说NPT或者NVT对于某些性质的计算就一定是不可靠的，问题仅仅在于你是想在计算原理上更严格一些，还是可以接受一些统计原理方面的误差。对于大多数性质来说，尤其是动力学性质来说，放在NVE系综中计算是最方便的，如果放在其它系综中，对于有的性质可能没有问题，对于另一些性质，要么你改变算法程序，要么就在可以接受的前提下忽略一些因素。


最后我再强调一点，若是涉及热力学量的均方部分，如比热之类的计算，则不同系综下的计算结果可能差别比较大。关于这个，你可以看《molecular simulation of fluids》 一书，里面第二章里介绍了不同系综下的比热、压缩系数之类的性质的公式。
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16楼2010-11-02 10:33:49
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