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yuelingxiao

新虫 (小有名气)

[求助] DPD方法初始条件的实现

小弟DPD初学者,请教其初始条件是如何实现的。
在分子动力学中,常用的初始条件可以选为:(1)令初始位置在差分划分网格的格子上,初始速度则从玻尔兹曼分布随机抽样得到。(2)令初始位置随机地偏离差分划分网格的格子,初始速度为零。(3)令初始位置随机地偏离差分划分网格的格子,初始速度也是从玻尔兹曼分布随机抽样得到。

关于第一条:是不是还要保证抽样得到的速度满足能量均分定理,也即总动能应该为(3/2)NkT.还是只要是从玻尔兹曼分布抽样得出的速度分布,这个速度分布就会满足能量均分定理
关于第二条:倘使这么给定的话,其初始速度为都为0,是不是意味着系统温度也为0呢,这样的话不是不符合常理了吗?
关于第三条,同理

DPD的初始条件与分子动力学的初始条件是一样的吗?
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yahoohoo

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖


yuelingxiao(金币+5): 2011-10-22 19:25:59
ben_ladeng(金币+1, 模拟EPI+1): 谢谢应助 2011-10-23 00:19:17
引用回帖:
1楼: Originally posted by yuelingxiao at 2011-10-22 10:39:55:
小弟DPD初学者,请教其初始条件是如何实现的。
在分子动力学中,常用的初始条件可以选为:(1)令初始位置在差分划分网格的格子上,初始速度则从玻尔兹曼分布随机抽样得到。(2)令初始位置随机地偏离差分划分网格 ...

原则上可以随机放置DPD soft beads,但最好根据研究需要设定初始位置。比如lipid bilayer体系,我们可以预先将lipid排成bilayer构象,然后将水分子随机排布在bilayer的上下两侧。

初始速度满足Boltzmann分布,平均值由体系的温度决定。
2楼2011-10-22 13:19:52
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yuelingxiao

新虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by yahoohoo at 2011-10-22 13:19:52:
原则上可以随机放置DPD soft beads,但最好根据研究需要设定初始位置。比如lipid bilayer体系,我们可以预先将lipid排成bilayer构象,然后将水分子随机排布在bilayer的上下两侧。

初始速度满足Boltzmann分布, ...

还想请教一下初始速度满足Boltzmann分布是如何实现的?
图片中“该粒子的Maxwell-Boltzmann分布概率”是如何求得的?


3楼2011-10-22 22:06:22
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yahoohoo

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
ghcacj(金币+4, 模拟EPI+1): 谢谢 2011-10-23 14:42:52
引用回帖:
3楼: Originally posted by yuelingxiao at 2011-10-22 22:06:22:
还想请教一下初始速度满足Boltzmann分布是如何实现的?
图片中“该粒子的Maxwell-Boltzmann分布概率”是如何求得的?

根据equipartition theorem,平均速率 $\bar{v_i^2} = \frac{k_B T}{m}$。Maxwell-Boltzmann分布可以写成 $p(v_i) = \frac{1}{\sqrt{2\pi \sigma^2}}e^{\frac{(v_i-0)^2}{2\sigma^2}}$,其中$\simga^2 = \bar{v_i^2} = \frac{k_B T}{m}$。这表示$v_i$满足Gaussian distribution(平均值为0,variance为\frac{k_B T}{m})。我们需要产生满足Guassian distribution的平均值为0、variance为1的伪随机数,(一般我们还保证体系的总动量为0,为此我们需求得体系质心的动量,然后在每个粒子上除去质心的动量),然后rescale总动能,使其等于$3/2 N k_B T$。这样速度的初始化就完成了。
4楼2011-10-22 22:42:44
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yuelingxiao

新虫 (小有名气)

引用回帖:
4楼: Originally posted by yahoohoo at 2011-10-22 22:42:44:
根据equipartition theorem,平均速率 $\bar{v_i^2} = \frac{k_B T}{m}$。Maxwell-Boltzmann分布可以写成 $p(v_i) = \frac{1}{\sqrt{2\pi \sigma^2}}e^{\frac{(v_i-0)^2}{2\sigma^2}}$,其中$\simga^2 = \bar{v_ ...

谢谢,明白
5楼2011-10-23 10:16:56
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yuelingxiao

新虫 (小有名气)

引用回帖:
4楼: Originally posted by yahoohoo at 2011-10-22 22:42:44:
根据equipartition theorem,平均速率 $\bar{v_i^2} = \frac{k_B T}{m}$。Maxwell-Boltzmann分布可以写成 $p(v_i) = \frac{1}{\sqrt{2\pi \sigma^2}}e^{\frac{(v_i-0)^2}{2\sigma^2}}$,其中$\simga^2 = \bar{v_ ...

还有一个不懂:“一般我们还保证体系的总动量为0,为此我们需求得体系质心的动量,然后在每个粒子上除去质心的动量”
这个原理是什么?
一个体系的总动量不为0,靠剩或除一个因子是不可能变为0的呀?

但是通过参考系变换转换到动量中心系,在动量中心系中,系统的总动量是为0。但是这种方法是各个速度减去质心速度。并无剩除法。
6楼2011-10-23 13:22:05
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yahoohoo

铁杆木虫 (著名写手)

★ ★
ghcacj(金币+2): 谢谢 2011-10-24 10:38:36
引用回帖:
6楼: Originally posted by yuelingxiao at 2011-10-23 13:22:05:
还有一个不懂:“一般我们还保证体系的总动量为0,为此我们需求得体系质心的动量,然后在每个粒子上除去质心的动量”
这个原理是什么?
一个体系的总动量不为0,靠剩或除一个因子是不可能变为0的呀?

但是通 ...

这里的除去是减掉,不是除法的意思。
7楼2011-10-23 15:17:33
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