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adf:kmczacros [2024/01/23 21:15] – [第四步:指定能量学模型—Cluster] liu.jun | adf:kmczacros [2024/01/25 21:40] (当前版本) – [动力学蒙特卡洛kMC模拟] liu.jun | ||
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* Ravipati, S., Savva, G. D., Christidi, I.-A., Guichard, R., Nielsen, J., Réocreux, R., and Stamatakis, M. (2022). “Coupling the Time-Warp algorithm with the Graph-Theoretical Kinetic Monte Carlo framework for distributed simulations of heterogeneous catalysts”. Computer Physics Communications, | * Ravipati, S., Savva, G. D., Christidi, I.-A., Guichard, R., Nielsen, J., Réocreux, R., and Stamatakis, M. (2022). “Coupling the Time-Warp algorithm with the Graph-Theoretical Kinetic Monte Carlo framework for distributed simulations of heterogeneous catalysts”. Computer Physics Communications, | ||
- | 本教程中,我们将使用 Ziff-Gulari-Barshad 模型(改模型的介绍参考资料[[https:// | + | 本教程中,我们将使用 Ziff-Gulari-Barshad 模型(该模型的介绍参考资料[[https:// |
- | 本教程产生的作业文件:{{ : | + | 本教程产生的作业文件:{{ : |
+ | **用户需要安装 Zacros-post 包:联网状态下,SCM → Package → 选中 Zacros post 点击 Install 安装。** | ||
=====第一步:一般性参数设置===== | =====第一步:一般性参数设置===== | ||
- | 打开软件图形窗口:AMSJobs → SCM → Kinetics → 点击MKMcxx 改为 Zacros模块。 | + | 打开软件图形窗口:AMSJobs → SCM → Kinetics → 点击MKMcxx 改为 Zacros模块(以下称呼为 AMSdynamics 图形窗口)。 |
在第一步中,我们将进行常规计算参数设置,位于图形窗口最右侧的面板,一般设置包括系统的条件,如温度和压力,也可以指定随机种子数,如果指定相同随机数,则多次运行也将产生相同的结果。 | 在第一步中,我们将进行常规计算参数设置,位于图形窗口最右侧的面板,一般设置包括系统的条件,如温度和压力,也可以指定随机种子数,如果指定相同随机数,则多次运行也将产生相同的结果。 | ||
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* Gas energy、Cluster energy、Activation energy是指气体、Cluster相对于参考集的能量,例如本例中CO、O$_2$是参考集中的物质,因此他们的Gas energy为0.0,活化能与 DFT 计算活化能类似,不过只是过渡态与反应物的单点能之差,详细介绍参考:[[adf: | * Gas energy、Cluster energy、Activation energy是指气体、Cluster相对于参考集的能量,例如本例中CO、O$_2$是参考集中的物质,因此他们的Gas energy为0.0,活化能与 DFT 计算活化能类似,不过只是过渡态与反应物的单点能之差,详细介绍参考:[[adf: | ||
- | 接下来,添加表面物种Surface species。默认情况下,总是有空的site,标记为 *。表面物种名称的末尾通常有 * 字符,表示物种的“齿”。表面物种命名遵循这个惯例的话,AMSdynamics 能正确处理“齿”数。 | + | 接下来,添加表面物种Surface species。默认情况下,总是有空的site,标记为 *。表面物种名称的末尾通常有 * 字符,表示物种的“齿”。表面物种命名遵循这个惯例的话,AMSdynamics |
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晶格矢量可以具有自定义值,也可以根据需要,沿用 Preset 自带值。Repeats 可以在任何时候进行修改,所以使用 Preset 时没有必要去设定。如果使用的是完整的自定义晶格,则可以将其保持为1。 | 晶格矢量可以具有自定义值,也可以根据需要,沿用 Preset 自带值。Repeats 可以在任何时候进行修改,所以使用 Preset 时没有必要去设定。如果使用的是完整的自定义晶格,则可以将其保持为1。 | ||
- | 最后是关于位点 Site 的设置,Site types 和Sites 分别设定位点的标记符号,以及位点的分数坐标。例如: | + | 最后是关于位点 Site 的设置,Site types 和Sites 分别设定位点的标记符号,以及位点的相对于单胞的分数坐标。例如: |
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=====第四步:指定能量学模型 — Cluster===== | =====第四步:指定能量学模型 — Cluster===== | ||
- | Clusters 设置位于左侧面板的 Clusters 选项卡下面,以“图”的形式表示,可以通过从晶格中选择(鼠标左键可以多选,取消选择时只需在空白处点击即回到没有选择的状态)一个或多个相连接的位点来定义,这样可以确保“图”实际存在于晶格中,并立即提供“图”的可视化效果。**选中需要的位点后**,单击 + 添加新 Cluster: | + | Clusters 设置位于左侧面板的 Clusters 选项卡下面,以“图”的形式表示,可以通过从晶格中选择(鼠标左键可以多选,取消选择时只需在空白处点击即回到没有选择的状态)一个或多个相连接的位点来定义,这样可以确保“图”实际存在于晶格中,并立即提供“图”的可视化效果。**选中需要的位点后**,单击 + 添加新 Cluster,例如: |
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* Name:为该 Cluster 命名,建议避开中文字符。 | * Name:为该 Cluster 命名,建议避开中文字符。 | ||
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在左侧面板的 Reactions 选项卡下设置,就像 Cluster 一样,反应以“图”表示,并通过相同的方法进行定义。每个位点都代表一个基本反应事件的初始态和终态(详见下图中的具体设置,有助于理解这句话)。 | 在左侧面板的 Reactions 选项卡下设置,就像 Cluster 一样,反应以“图”表示,并通过相同的方法进行定义。每个位点都代表一个基本反应事件的初始态和终态(详见下图中的具体设置,有助于理解这句话)。 | ||
- | 勾选 Reversible 复选框,则表示该反应是可逆的(如上所述,Zacors)。预指数指定了Arrhenius公式中正向反应的预指数。对于可逆反应,PE比率指定正向和反向预指数之间的比率。活化能规定了正向反应在零覆盖极限下的活化能。 | + | * 勾选 Reversible 复选框,则表示该反应是可逆的(如[[adf: |
+ | * Pre exponential:正向反应 | ||
+ | * PE ratio:对于可逆反应,指定正向和反向指前因子的比率。 | ||
+ | * Activation energy:零覆盖极限下的活化能(活化能的含义如前所述,详见[[adf: | ||
- | 对于每个站点,可以指定初始和最终物种。同样,与集群一样,多齿物种的实体编号应该相同。可以为反应的每一侧指定额外的气体种类。“显示”、“更新”和“删除”的工作方式与集群相同。 | + | 然后分别对初态和末态指定吸附物种、可能的气体物种。与 |
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+ | 我们将添加 3 个反应;两个吸附反应和一个氧化反应: | ||
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+ | 在 Zacros 中,反应机制设置位于 mechanism_input.dat 文件中,将生成 pyZacros ElementaryReaction。 | ||
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+ | =====第六步:运行并分析结果===== | ||
+ | 本教程没有使用左侧面板上的 Initial state 选项卡,它可以用于设定随机或指定初始状态的表面物种填充位点。现在可以 File → Save 保存作业,将生成 *.kin 文件,该文件存储 GUI 中的各种设置,稍后可以由 AMSdynamics 的图形窗口再次打开类似于 AMSinput 的 *.ams 文件。同时将生成运行脚本 *.run 文件,其中包含完整的 pyZacros 脚本。 | ||
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+ | File → Run 运行作业。 | ||
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+ | pyZacros 生成的所有文件和 Zacros 的输出都位于 *.results 目录中。如果 AMSdynamics 窗口如果仍然是打开的状态,它会弹出提示,要求分析结果。当然也可以通过菜单栏 View → Results 来查看结果。从而打开 Zacros post 窗口。在 Zacros post 中,您可以选择 Plot → Species Numbers 显示物种随时间变化的曲线: | ||
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+ | 其它分析,用户可以自行探索。 | ||
+ | =====参考资料===== | ||
+ | * 本文参考官方英文教程:[[https:// | ||
- | 我们将添加3个反应;两个吸附反应和氧化反应: |