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adf:remdreaxams [2019/12/14 18:40] – [结果对照] liu.jun | adf:remdreaxams [2022/01/20 20:39] (当前版本) – [REMD设置] liu.jun | ||
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行 1: | 行 1: | ||
- | ======使用REMD加速分子动力学模拟中反应发生====== | + | ======REMD:加速分子动力学模拟中反应发生====== |
- | 通过多个不同温度MD副本数据交换,因此可以在更大的构型空间上取样,从而提高反应事件发生的概率。本文以硅单晶在水蒸气中氧化为例进行演示,比对是否使用REMD,对结果的影响。 | + | REMD通过多个不同温度MD副本数据交换,因此可以在更大的构型空间上取样,从而提高反应事件发生的概率。本文以硅单晶在水蒸气中氧化为例进行演示,比对是否使用REMD,对结果的影响。这种方法适合于有充分计算资源的情况。 |
- | + | ||
- | 软件版本要求大于或等于AMS2019.301。 | + | |
+ | 软件版本要求大于或等于AMS2020.101。 | ||
=====模型===== | =====模型===== | ||
- | 本例是以软件内置硅单晶,制成含2560原子的二维表面,之后增加500水分子 | + | 本例是以软件内置硅单晶,制成含1000原子的二维表面,之后增加748个水分子 |
- | + | ||
- | {{ : | + | |
=====一般性分子动力学参数设置===== | =====一般性分子动力学参数设置===== | ||
行 13: | 行 10: | ||
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- | 模拟步数设置为100万步,用户可以根据自己需求,设置其他步数。步数*步长=模拟时间。Sample Frequency是设置保存轨迹的频率,下面的设置是每500保存一次。保存的频率越低,生成的轨迹文件越大,如果不关心反应细微过程,可以设置较大,如果关心成键断键的详细过程,则建议设置为50。 | + | 模拟步数设置为4万步,用户可以根据自己需求,设置其他步数。步数*步长=模拟时间。Sample Frequency是设置保存轨迹的频率,下面的设置是每500保存一次。保存的频率越低,生成的轨迹文件越大,如果不关心反应细微过程,可以设置较大,如果关心成键断键的详细过程,则建议设置为50。 |
{{ : | {{ : | ||
- | 点击上图中所示Thermostat按钮,进入NVT系综设置(点击Barostat进入NPT系综设置): | + | 点击上图中所示Thermostat按钮,进入NVT系综设置(点击Barostat进入NPT系综设置,需要在设置总步数的窗口设置起始温度): |
{{ : | {{ : | ||
行 26: | 行 23: | ||
这一步的设置,只跟REMD有关,如果不设置REMD,则跳过,直接保存任务并提交即可。 | 这一步的设置,只跟REMD有关,如果不设置REMD,则跳过,直接保存任务并提交即可。 | ||
- | 在run文件中,找到MolecularDynamics字段,在其中添加ReplicaExchange子字段即可,例如本例: | + | {{ : |
- | <code bash> | + | |
- | MolecularDynamics | + | 含义是:生成总共3个系统,其他设置相同,只是温度从上面设置的温度1500K,依次递增1.2倍。这2个副本系统与主系统之间交换数据,从而提高反应发生的可能性。 |
- | NSteps 1000000 | + | * 显然副本数越多,加速的效果越明显 |
- | Trajectory | + | * 温度系数则不宜太大,1.1~1.2是较为合理的,否则,例如8个副本,系数1.2,最高温度的副本,温度是1.2< |
- | SamplingFreq 500 | + | * REMD其他详细参数设置,参考[[adf: |
- | End | + | |
- | InitialVelocities | + | |
- | Temperature 1500 | + | |
- | End | + | |
- | Thermostat | + | |
- | Type NHC | + | |
- | Temperature 1500 | + | |
- | Tau 10 | + | |
- | End | + | |
- | ReplicaExchange | + | |
- | TemperatureFactors 1.2 | + | |
- | | + | |
- | END | + | |
- | End | + | |
- | </ | + | |
- | 添加的是: | + | |
- | <code bash> | + | |
- | ReplicaExchange | + | |
- | TemperatureFactors 1.2 | + | |
- | nReplicas 8 | + | |
- | END | + | |
- | </ | + | |
- | 这四行。含义是:生成总共8个系统,其他设置相同,只是温度从上面设置的温度1500K,依次递增1.2倍。这7个副本系统与主系统之间交换数据,从而提高反应发生的可能性。REMD其他详细参数设置,参考[[adf: | + | |
+ | 提交任务,注意核数必须≥系统个数,如何设置核数,请参考:[[adf: | ||
=====结果对照===== | =====结果对照===== | ||
- | 通过SCM - Movie查看反应过程。为了看的更清楚,我们将所有硅原子设置为棍状显示(选中一个硅原子,Select - Select atom of the same type - View - Molecule - Stick)。在完全相同的模拟条件与模拟步数,采用了REMD加速的情况下,硅的氧化程度显著更高: | + | 通过SCM - Movie查看反应过程。为了看的更清楚,我们将所有硅原子设置为棍状显示(选中一个硅原子,Select - Select atom of the same type - View - Molecule - Stick)。在完全相同的模拟条件与模拟步数,采用了REMD加速的情况下,硅的氧化程度显著更高(扩散到硅内部的O原子实际上形成了Si-O键): |
{{ : | {{ : | ||
行 66: | 行 41: | ||
=====其他加速反应过程的方案===== | =====其他加速反应过程的方案===== | ||
* 大幅提高温度 | * 大幅提高温度 | ||
+ | * [[adf: | ||
* fbMC,例如:[[adf: | * fbMC,例如:[[adf: | ||
* CVHD | * CVHD |