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[求助]
扩散
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| 在计算某一环状物质的均方位移图时，我发现它的总均方位移图为一条S型曲线，按照常理来说，均方位移图用该是直线啊，急需求助于各位高人！另外，它在X、Y、Z三个方向上运动还受限,这又是怎么回事啊？求助于各位！急······ |
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ChemiAndy
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2楼2011-07-01 12:12:20
3楼2011-07-03 09:59:34
ChemiAndy
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4楼2011-07-03 12:26:23
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ChemiAndy
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ghcacj(金币+8): 谢谢 2011-07-04 12:54:48
ghcacj(金币+8): 谢谢 2011-07-04 12:54:48
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明白了，你说的就是向一个方向的平动。原因是我前面说的，模拟之前，软件会根据预设温度T计算总动能3/2*kT，再按照Boltzmann分布给每个原子随机分配初始速度vi，使得sum(1/2*m*vi^2)-3/2*kT。这种随机分配很可能造成整个分子的合速度在某个方向上不为0，导致分子整体向那个方向移动，除非它受到碰撞，否则不会改变方向。 你的分子的单向扩散是因为你的体系里或者没有其它分子，或者有溶剂比如水分子，但是因为水分子相比你的环状很小，碰撞对该大分子动能的耗散影响很小，其平动方向的改变会极其缓慢。所以这不是“运动受限”。而是由于体系所包含的环状分子个数少（1个）而引起的非物理的效应。你多加几个分子应该就不会这样了。 其实不只有平动，还会有转动。振动，转动， 平动（扩散）是分子运动的三个基本形式。 |
6楼2011-07-04 01:13:11
ChemiAndy
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【答案】应助回帖
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ghcacj(金币+5, 模拟EPI+1): 这个EPI想不给都不行 2011-07-04 12:55:10
ghcacj(金币+5, 模拟EPI+1): 这个EPI想不给都不行 2011-07-04 12:55:10
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你可能会问，如果跑不了大体系，只能跑一个环状分子，这种单向平动对采样结果和性质计算有影响么？有！扩散系数不准确。实验测定的扩散系数是10^26数量级的分子数目的统计平均结果。你只跑一个分子，而且貌似时间不够长，第一个回转调头都没完成，明显采样时间不足，你怎么能拿这样的扩散系数去跟实验比呢？相应地，与扩散相关的粘度，导热等性质全部由于采样不充分而误差较大。 当然，这个不准确只限于你的溶质，环状分子。溶剂水分子的扩散系数可能是准确的。因为：1是作为溶剂，你的体系的水分子可能很多；2是水分子很小，受到碰撞很容易改变方向，或者说，其扩散运动的周期很短。相比而言，你的溶质环状分子的扩散周期就很大。 说到这里你可能已经明白，要想把溶质的扩散系数模拟准确，可以增加溶质数量，延长模拟时间。分子模拟的本质是时间平均等效系综平均（真实平均）。也就是说你的模拟时间足够长，就可以用1个或少数几个分子再现宏观实验测量值（10^26分子数量级）。问题是，你需要模拟时间多长？长度要是其扩散周期的至少3-10倍。（见我在另外一个帖子“分子模拟要多长”中的回复）你可以通过粘度系数的实验值，用Einstein方程估算扩散系数，进而估算平动运动的最大无关时间（扩散周期）。然后模拟时间应该是它的3-10倍。对于大分子而言，这个扩散最大无关时间，可能是几百个ns数量级。 |
7楼2011-07-04 01:14:53
ChemiAndy
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8楼2011-07-04 01:24:06