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dongping001

木虫 (正式写手)

[交流] compass力场介绍

COMPASS一词出自Condensed-phase Optimized Molecular Potentials for Atomistic Simulation Studies.这是第一个出自量子力学从头计算的力场。该力场不但能够模拟孤立分子的结构、振动频率、热力学性质等，重要的是它能够模拟出更准确的凝聚态的结构与性质。后者是以往的分子力场所不及的，因为一般分子力场中非键合项的原子对势函数以及力常数是从单原子分子体系的数据组合而来的，并未做更严格的考核。而在COMPASS中不同了，非键相互作用势函数与力常数是在分子动力学模拟分子液体与晶体中不断优化出来的。另外，MM2、DREIDING,UFF等力场的振动频率计算结果误差很大，一般平均超过100cm-1，对于键角弯曲振动峰要差到200cm-1以上。在COMPASS中该误差已降到30-50 cm-1。
为了得到对势能面更加准确的描述，COMPASS采用更加复杂的一套势能函数。其函数形式与CFF力场是一致的，即采用级数展开达三项的形式。如健伸缩能
      Eb＝k2(b-b0)2＋k3(b-b0)3＋k4 (b-b0)4
还有键角弯曲能、扭转能都采取三项加和三个力常数。除了一般的面外弯曲能外，该分子力场增加了大量的交叉项，包括：键伸缩／键伸缩, 键伸编/键角弯曲，键伸缩/扭转，键角弯曲/扭转，键角弯曲/键角弯曲等能量项。对于非键合能量项部分，不同之处在于范德华能采用Lennard-Jones-9-6函数
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1楼2008-05-15 15:33:23
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dongping001

木虫 (正式写手)
compass力场基本上适用于所有的有机分子基团
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5楼2008-05-15 15:46:54
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dongping001

木虫 (正式写手)
为了验证COMPASS力场的有效性，孙淮及其他研究者曾经对单个分子、液态分子及晶体分子共28类分子进行模拟验证。各类分子除了包括大多数普通的有机分子，还有气态小分子和高分子材料。其中高分子材料有：烷烃聚氧乙烯、聚硅氧烷、聚氨酯、聚硅烷、聚磷腈和芳族聚酯。
作为一个高质量的分子力场，COMPASS除了具有上述优点外，还是第一个把以往分别处理的有机分子体系的力场与无机分子体系的力场统一的分子力场。COMPASS能够模拟小分子与高分子，一些金属离子、金属氧化物与金属。它所覆盖的领域正是近年来材料科学发展所需要的。
       COMPASS在处理有机与无机分子体系时采取了分类别处理的方式，然而所有的参数都按同样的方式得到。因此，两类体系的混合仍然能够被合理地描述出来：对于有机共价分子体系，COMPASS采用CFF分子力场的基本模式；对于金属卤化物或纯的离子体系,COMPASS采用离子模型处理；对于金属本体的结构，用LJ9-6函数式描述范德华相互作用；对于金属与过渡金属氧化物，采用了一个准离子模型。

[ Last edited by dongping001 on 2008-5-15 at 23:26 ]
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2楼2008-05-15 15:34:24
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dongping001

木虫 (正式写手)
作为一个高质量的分子力场，COMPASS除了具有上述优点外，还是第一个把以往分别处理的有机分子体系的力场与无机分子体系的力场统一的分子力场。COMPASS能够模拟小分子与高分子，一些金属离子、金属氧化物与金属。它所覆盖的领域正是近年来材料科学发展所需要的。
       COMPASS在处理有机与无机分子体系时采取了分类别处理的方式，然而所有的参数都按同样的方式得到。因此，两类体系的混合仍然能够被合理地描述出来：对于有机共价分子体系，COMPASS采用CFF分子力场的基本模式；对于金属卤化物或纯的离子体系,COMPASS采用离子模型处理；对于金属本体的结构，用LJ9-6函数式描述范德华相互作用；对于金属与过渡金属氧化物，采用了一个准离子模型。
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3楼2008-05-15 15:35:14
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xiao2008zhu

银虫 (小有名气)
兄台是强人啊
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4楼2008-05-15 15:35:39
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ems

金虫 (正式写手)
为什么我的material studio，找不到compass模块?
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6楼2008-05-15 18:44:26
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yalefield

金虫 (文坛精英)

老汉一枚
这不是抄自杨小震的《分子模拟玉高分子材料》（科学出版社）的第27至28页么？
为什么不说明一下涅？
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7楼2008-05-15 18:59:44
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saitou

木虫 (正式写手)
能抄上来以后我等复制也省了麻烦了，最好再把MS帮助里那段翻译一下接进来
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不抛弃，不放弃
8楼2008-05-15 21:34:53
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yalefield

金虫 (文坛精英)

老汉一枚
问题是没有抄完啊.
正拉着半截，打铃了......
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9楼2008-05-15 21:44:01
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dongping001

木虫 (正式写手)
确实是杨老师的那本书的，因为忘了书名就没有标上，这部分内容是对分子力学的补充，分子力学的核心是力场，杨老师在n年前讲学时就推崇compass了，好像是他的一个学生参与编写了该力场的程序，当时是最新的，据说也是最贵的。我是先扫描，再识别，再修正。有些公式没占上来，还有一个有机分子基团的表也没粘上来（是个图片），但大致内容都有了
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10楼2008-05-15 23:13:44
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