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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 分子模拟 » LAMMPS/DL_POLY » Lammps计算溶液介电常数（dielectric constant）
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动力学或热力学计算

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1楼 2014-09-23 20:41:49
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lsloneil

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liuzhu0706: 金币+10 2014-09-24 18:35:09
参考以前本版专家答复
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=3739497

如果你只是想把介电常数算出来，套用里面的公式把偶极矩以及偶极矩平方的平均值算出来代入公式就OK了。

如果你想深入了解这个式子是怎么来的以及一些计算细节，首先统计力学的基础你要了解一点，用dipole fluctuation去算介电常数本质来讲就是把系综平均里的指数项展开到一阶近似，也就是所谓的线性响应(linear response)。如果你有一点统计力学的知识，看懂这部分推导并不难，也就几行而已，你提到的那篇文献里已经有涉及了。

但如果你对介电常数和极化(polarization)的物理意义不清楚，你需要补一点静电学的知识。关于介电常数和polarization的概念大学物理中都接触过，但据我所知很多化学系的学生（包括我在内）由于年代久远，到了研究生阶段需要再接触这方面的知识时发现以前学的大学物理基本忘得一干二净，所以需要稍微补一下。简单来说polarization可以看作是介电质在外加电场作用下偶极矩重新排列形成的一个抵消部分外加电场的一个偶极密度，polarization和外加电场之间由极化率把两者关联起来。介电常数就是就可看作是一个屏蔽系数。关于电介质方面的教材，你可以看费曼物理学讲义关于电介质的那一章，或者看Edward Purcell的Electricity and Magnetism 关于电介质的那一章，写的也是很好。

Reaction field是一种分子模拟中处理静电相互作用的方法，基本原理是在盒子外面包一层电介质，这样就免去周期性边界条件下Ewald Summation的繁琐计算。这方面文献不少，你稍微查一下就可以找到不少。我不排除你这里提到的reaction field有其他含义。

我不太清楚使用toroidal boundary conditions的原因，你可以查查看最近算介电常数的文献是否有直接用PBC的，毕竟这篇文献是很老的文献了。
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2楼2014-09-24 07:46:43
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lsloneil

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引用回帖:
7楼: Originally posted by liuzhu0706 at 2014-09-24 00:42:26
刚想到一点，我之前查过reaction field，说是已经过时了，而且lammps中无法计算reaction field，取而代之的是更精确的Ewald Summation，这种说法跟前辈的观点是否不大一致呢...

reaction field对计算机资源要求少，但精确度有待商榷。Ewald summation算得更准，但消耗计算资源比较大。两者都是分子模拟中处理静电相互作用的方法，现在的计算资源比起几十年前已经有了指数级的增长，跑Ewald summation早就不是瓶颈了，你可以查查看最近发表的一些算介电常数的论文，我相信很多都是用Ewald summation处理静电相互作用的。
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9楼2014-09-25 09:03:08
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