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敏sunflower金虫 (小有名气)
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计算扩散系数 已有2人参与
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初学模拟，急需各位大侠的帮助！ 我最近在模拟A、B两分子在聚合物中的扩散系数，但是遇到了几个问题，想向各位请教一下 模拟过程如下：1.建Cell——2.能量最小化——3.NPT——4.NVT平衡结构——5.NVT用于数据分析 （1）做完第5步NVT动力学，分析得到MSD-t曲线，从而得到扩散系数。但是发现对第4步结束时的最后一帧结构平行做两次NVT动力学，分析得到的扩散系数有时相差很大，这是什么原因那？ （2）有人说是扩散系数对初始结构很敏感，但重新建模之后进行上述1-5步模拟，发现得到的扩散系数也相差很大 面对上述情况，怎样取扩散系数的值那？   |
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 扩散系数 |
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lsloneil
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【答案】应助回帖
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敏sunflower: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-10-01 17:13:51
感谢参与，应助指数 +1
敏sunflower: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-10-01 17:13:51
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聚合物中如果有孔洞的话，严格意义上来讲粒子在孔洞中的扩散是受限的。所以会出现粒子长时间只在某个区域的孔洞中运动的情况，这样的话如果你从不同的初始条件开始而采样时间不够长的话，采集到的MSD只是粒子在某个区域里的MSD，拟合得到的扩散系数自然会相差很大。即便你从相同的初始条件出发，由于MD算法自身的误差以及NVT动力学的一些特点（这个有些复杂，这里不讲），也不可能得到两条相同的轨迹或是MSD。 一般对于粒子在这种受限条件下的扩散，采样时间都在纳秒级别以保证充分采样。虽然你用300ps就可以达到平衡，但采样同样是要花很长时间的。如果你不想跑长的simulation，可以考虑以不同的初始条件跑几个600ps的simulation，然后把求到的几条MSD取平均。 |
5楼2014-10-01 13:25:26
lsloneil
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前面300 ps的平衡是不需要重新进行了，但是假如要像我前面帖子里说的那样从不同的初始条件下跑MD，你得把300 ps的构型拿来跑1 ps, 2 ps, 3 ps ...这样才能获得不同的初始构型。 选择跑多少纳秒来算MSD是很经验性的问题，具体情况取决于你的体系，这个我很难说。我个人的经验是对于几千个原子的体系可能需要时长达1 ns的MSD来计算扩散系数，这样的话你的MD至少要跑2 ns。 |
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敏sunflower7楼2014-10-02 09:18:23
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"模拟得到的扩散系数值与实验得到的扩散系数值相差20-40倍"，如果是纯计算的文章这个铁定无法投好的期刊。如果是实验和计算结合的文章还要另外看你实验那一部分。 但这并不是致命伤，很多力场算出来的扩散性质都不太好，跟实验差距都比较大。如果计算结果和实验在同一个数量级，一般不需要作太多解释。如果计算结果和实验相差一个数量级以上，建议你在文章中分析一下为什么会差这么多，比如说 1. 力场的问题。这个力场是否之前对于其他体系也很不准？ 2. 体系的setup。很多时候建模的体系很难说是真实体系的反映，要么偏小，要么过于简单。 以上两点仅供参考。如果模拟结果在定性描述某个趋势上和实验是吻合的，那么投一个一般的期刊问题还是不大的。 |
10楼2014-11-12 09:04:10
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18楼2015-12-22 23:33:22
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会编程么？如果会编程，写个小程序读取轨迹文件，然后计算MSD，一两百行差不多搞定。 不会编程的话，可以借助某些MD轨迹分析代码，比如MDAnaylisis https://mdanalysis.googlecode.com/git/package/doc/html/index.html 可能需要翻-墙 注意MDAnalysis无法读取VASP轨迹文件格式 https://mdanalysis.googlecode.co ... nates/init.html#id1 可能需要用个工具把你的VASP轨迹文件转成MDAnalysis可以读取的文件（比如xyz格式），然后调用MDAnalysis里MSD分析的模块，这里有示例 http://www.mdanalysis.org/mdanal ... /waterdynamics.html MDAnalysis是基于python的，使用之前要在电脑上装python VASP毕竟还是一个第一性原理软件，所做的MD应该主要也是ab initio MD。ab inito MD的缺点是轨迹都很短（大多都几十个或100个ps），所以能分析的MSD时间段并不长，充其量也就算个30-50 ps的MSD。 |
20楼2015-12-24 11:14:17
lsloneil
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30楼2016-04-25 23:13:33