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zxm86

金虫 (初入文坛)

[求助] 扩散

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

木虫 (正式写手)


【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
ghcacj(金币+5, 模拟EPI+1): 这个EPI想不给都不行 2011-07-04 12:55:10
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
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)


【答案】应助回帖

★ ★ ★
zh1987hs(金币+3): 谢谢 2011-07-01 19:45:07
zxm86(金币+10): 谢谢啊 2011-07-03 09:36:25
1. 使用周期性的盒子模拟,均方位移的确是S形曲线。。。因为从那边出等于这边进阿伙计。

2. 按常理是没有这么小的盒子的,一直扩散的话,当然是直线。呵呵
2楼2011-07-01 12:12:20
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zxm86

金虫 (初入文坛)

引用回帖:
Originally posted by ChemiAndy at 2011-07-01 12:12:20:
1. 使用周期性的盒子模拟,均方位移的确是S形曲线。。。因为从那边出等于这边进阿伙计。

2. 按常理是没有这么小的盒子的,一直扩散的话,当然是直线。呵呵

首先谢谢你帮我解决困扰已久的问题!另外我还想问一下,这个环状物质在X/Y/X三方运动中某一方向受限,这是怎么回事啊?如果从结构角度来解释,也只能是环状结构舒服了它的扩散。那用分子间作用力可以解释嘛?或者从其他什么角度可以解释?
  谢谢,期待回复!
3楼2011-07-03 09:59:34
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)



ghcacj(金币+1): 谢谢 2011-07-04 12:53:57
"这个环状物质在X/Y/X三方运动中某一方向受限",不明白你指的是什么。是不是这个分子一直整体向某个方向移动?如果是这样的话,是因为生成初始速度的时候在某个方向上的净速度不为0导致的。

“环状结构舒服了它的扩散”,环状结构本身与分子的整体平动并不矛盾啊。还是我没理解你的问题?
4楼2011-07-03 12:26:23
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