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gswylq

木虫 (正式写手)

[求助] 第一性原理分子动力学运用热力学积分求非谐自由能

最近投了一篇文章,审稿人要求用准谐近似并加非谐自由能校正计算ThO2的热力学性质,我看了一些文献,关于热力学性质非谐自由能的计算大多数都是采用热力学积分(Thermodynamic Integration)来计算的。
      我看了一些帖子运用分子动力学采用Thermodynamic Integration计算自由能差的. 经典分子动力学(有明确的势函数形式)中对于两个体系自由能差的计算是引入一个参数λ,构建两个体系的合成势函数u =λ*u2 + (1-λ)*u1,也就是对势能函数进行微扰,采用不同的λ计算的系综平均,然后对λ在0—1的区间的积分就得到两个体系的自由能差。
      但是,第一性原理分子动力学(NVT系综)和准谐近似之间的势函数解析形式是未知的,只能计算得到相应的数值(某个体积和温度下的),无法构建复合势函数u =λ*u2 + (1-λ)*u1(其中u2为文献分子动力学得到相应体积V和温度下的势能,u1为文献采用准谐近似计算得到相应体积V和温度下的势能),而文献中对ambda则采用不同的值进行了计算,不知道文献是如何构建复合势函数的,或者是如何在VASP的分子动力学中设置λ的?
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gavinliu7390

木虫 (著名写手)

叶落鹰飞

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
gswylq: 金币+30, ★★★很有帮助, 非常有帮助 2013-01-13 09:15:32
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流,, 2013-01-14 17:20:31
这个计算还是比较有难度的。vasp没有自带的设置。需要改源代码。
因为ab initio没有具体势函数,所以是很难构造符合势函数的。所以一般都是mixed Force方法。for example, U-lambda=lambda*U0+(1-lambda)*U1, where U0 is ab initio potential and U1 is reference potential and it is generally a classic potential (harmonic potential). 在实际计算中,就是F-lambda=lambda*F0+(1-lambda)*F1。所以如果你想做的话,需要把参考势的导数的负梯度写到代码里。如果改变lambda,再积分得到delta-F。最后求出自由能。
因此我估计你短时间内很难做出来。
真理是一点点接近的!
2楼2013-01-13 00:25:26
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souledge

专家顾问 (著名写手)

★ ★
franch: 金币+2, 专家考核, 谢谢回帖交流,, 2013-01-14 17:20:16
如果写代码来做比较痛苦,那还可以考虑使用PWscf来计算三阶的非谐振动(d3.x)~不过若LZ以前没用过,那就要从头学习一个软件,并且计算起来也很费时间……
思想重于技巧,内涵重于表象
3楼2013-01-13 15:07:32
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gswylq

木虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by gavinliu7390 at 2013-01-13 00:25:26
这个计算还是比较有难度的。vasp没有自带的设置。需要改源代码。
因为ab initio没有具体势函数,所以是很难构造符合势函数的。所以一般都是mixed Force方法。for example, U-lambda=lambda*U0+(1-lambda)*U1, whe ...

非常感谢您的回复。参考势的势函数形式首先是比较大的难点,其次要写入到第一性分子动力学计算里面难度很大。
4楼2013-01-13 16:03:08
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gswylq

木虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by souledge at 2013-01-13 15:07:32
如果写代码来做比较痛苦,那还可以考虑使用PWscf来计算三阶的非谐振动(d3.x)~不过若LZ以前没用过,那就要从头学习一个软件,并且计算起来也很费时间……

非常感谢您的回复,这个倒是一种较直接的方法。你没有回复回帖,不能给您评分。
5楼2013-01-13 16:04:58
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lfhuang

木虫 (著名写手)

楼主的文献怎么都下载不了啊?
先进使役材料计算(https://aidme.nimte.ac.cn)
6楼2013-01-14 01:34:58
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gswylq

木虫 (正式写手)

引用回帖:
6楼: Originally posted by lfhuang at 2013-01-14 01:34:58
楼主的文献怎么都下载不了啊?

能够下载啊
7楼2013-01-14 11:30:02
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gswylq

木虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by souledge at 2013-01-13 15:07:32
如果写代码来做比较痛苦,那还可以考虑使用PWscf来计算三阶的非谐振动(d3.x)~不过若LZ以前没用过,那就要从头学习一个软件,并且计算起来也很费时间……

请问用PWSCF计算得到非谐振动(d3.x)后,能够得到非谐声子谱吗?有没有对应的后处理程序,直接把非谐振动(d3.x)和(ph.x)的结果合并转化成自由能?
我对PWSCF不熟悉,请多赐教。
8楼2013-01-14 12:48:01
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gswylq

木虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by souledge at 2013-01-13 15:07:32
如果写代码来做比较痛苦,那还可以考虑使用PWscf来计算三阶的非谐振动(d3.x)~不过若LZ以前没用过,那就要从头学习一个软件,并且计算起来也很费时间……

请教一下,我用PWSCF求出了动力学矩阵的梯度,但如何将这个加入到自由能的计算当中了?也就是用这个如何计算非谐自由能?
9楼2013-05-16 15:56:29
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for_xili

新虫 (小有名气)

楼主你好,非简谐项的计算怎么做啊?最近我的审稿人也提出了同样的要求,要加非简谐项。
10楼2020-02-06 17:43:37
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