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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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1楼 2013-01-12 20:32:22
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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。
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5楼2013-01-13 16:04:58
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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。
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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……
赞一下(1人) 回复此楼
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。
赞一下 回复此楼
4楼2013-01-13 16:03:08
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