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adf:difussion [2022/03/10 18:10] – liu.jun | adf:difussion [2023/10/05 18:23] – [ReaxFF-扩散系数:通过速度自相关函数或均方位移MSD,得到分析分子、原子的扩散系数] liu.jun | ||
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行 1: | 行 1: | ||
- | ======ReaxFF-扩散系数:通过速度自相关函数,得到分析分子、原子的扩散系数====== | + | ======ReaxFF-扩散系数:通过速度自相关函数或均方位移MSD,得到分析分子、原子的扩散系数====== |
- | 本文虽然以ReaxFF分子动力学模拟结果为例,但实际上BAND、DFTB、MOPAC分子动力学结果,均可如此分析。 | + | 本文虽然以ReaxFF分子动力学模拟结果为例,但实际上BAND、DFTB、MOPAC分子动力学结果,均可如此分析。分子动力学计算方面有如下需要注意的地方: |
+ | - 体系已经达到平衡,否则数据就存在平均的问题 | ||
+ | - 使用自相关函数计算扩散系数,则Sample frequency要设置的非常小,例如5;如果使用MSD计算扩散系数,则采用频率可以大一些(但并非必需),例如50 | ||
计算扩散系数有两种算法: | 计算扩散系数有两种算法: | ||
- | - 通过计算MSD得到扩散系数D | + | - 通过计算MSD得到扩散系数D:{{: |
- | - 通过计算速度自相关函数得到扩散系数D | + | - 通过计算速度自相关函数得到扩散系数D:{{: |
- | 常规的分子动力学计算完毕之后,在Movie中即可分析指定分子、原子的自相关函数与扩散系数: | + | |
+ | 其中关于自相关函数的定义参考手册: | ||
+ | |||
+ | {{: | ||
+ | |||
+ | =====通过速度自相关函数求扩散系数===== | ||
+ | 常规的分子动力学计算完毕(Step足够大,分子充分扩散,达到平衡)之后,在Movie中即可分析指定分子、原子的自相关函数与扩散系数: | ||
SCM - Movie - MD Properties - Autocorrelation Functions: | SCM - Movie - MD Properties - Autocorrelation Functions: | ||
行 12: | 行 20: | ||
{{ : | {{ : | ||
- | * Step,设置分析的时间段,从多少帧到多少帧 | + | * Steps,设置分析的时间段,从多少帧到多少帧 |
* Property,选择扩散系数(同时也会生成自相关函数) | * Property,选择扩散系数(同时也会生成自相关函数) | ||
* Atoms,在左侧窗口选择要分析的分子或原子,点击右侧窗口的+按钮 | * Atoms,在左侧窗口选择要分析的分子或原子,点击右侧窗口的+按钮 | ||
行 22: | 行 30: | ||
注意,扩散系数是一个严重受统计样本影响的量,所以建议多个样本求均值。 | 注意,扩散系数是一个严重受统计样本影响的量,所以建议多个样本求均值。 | ||
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+ | =====通过均方位移求扩散系数===== | ||
+ | AMSMovie → MD Properties → MSD,弹出窗口中: | ||
+ | * Steps,类似地通过设置帧数的起始值控制分析MD的时间范围 | ||
+ | * Atoms,类似选择原子或分子 | ||
+ | * Max MSD steps,需要设置为小于总帧数一半的数值。该数值的具体大小,会影响MSD以及扩散系数的值 | ||
+ | |||
+ | 点击Generate MSD即生成MSD函数,同时也会在曲线图中显示得到的扩散系数D: | ||
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+ | {{ : |