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机器学习势模拟化学反应

为了减小软件包的大小,机器学习势并不默认出现在安装包中,下载安装 AMS 软件后,需要额外安装机器学习势,参考:机器学习力场的安装。在使用上,由于 AMS 仅仅把各种方法视为计算引擎,去驱动各种功能,因此机器学习力场的使用与反应立场 ReaxFF 并无太大区别。在适用范围方面机器学习势目前包括如下:

如下仅仅用一个简单的 CH4 燃烧的例子,来介绍其在模拟化学反应中的功能,更详细、准确的运用实际还包括弛豫、温度变化控制、压强变化控制、系综等问题,可以直接参考 ReaxFF 的相关教程,直接沿用到机器学习力场中即可。

参数设置

这里只是为了展示功能,因此时长、步长、初始结构、温度,均与实际不符合。这方面更详细的介绍,参考:【入门基础教程】燃烧:甲烷燃烧过程模拟、基元反应分析、反应速率常数计算、键级 选择分子动力学功能、力场(这里体系是烃和O$_2$,因此默认的ANI-2x力场即可) 设置模拟的步数,步长这里没有改动,实际上对于高温模拟,步长应该减小,例如对 5000K 步长减小到 0.05fs 或 0.1fs 应更合理。 设置 NVT 系综温度:

提交并运行作业。

结果查看

SCM → Movie 可以看到原子的运动轨迹。MD Properties 下拉菜单的项目也与 ReaxFF 的 Movie 基本上一致。例如基元反应分析(Advance WF 模块的功能),选择 Reaction Detection:ChemTraYzer:

与ReaxFF的用法是完全一样的。

成分随时间演化的曲线,显示也完全一样: