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--- adf:selectmethodofreaxff [2016/10/31 16:04] – 创建 liu.jun
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-======如何理解、选择系综（Method）======
+======如何理解、选择系综======
 系综一般在热力学里面会讲到这个概念。常见的系综：NVT、NVE、NPT。N表示原子数（更广义的说是粒子数，但在ReaxFF模拟中，显然只能指原子数），V表示体积（ReaxFF模拟中“盒子”的体积，更狭义的说是“盒子”a、b、c三个方向尺寸），E为体系的总能量，T为温度，P为压强。
-Velocity Verlet+Berendsen属于NVT系综，即**原子数目不变**（事实上ReaxFF模拟都是要满足这个条件的，对于粒子入射的情况，虽然粒子数在变化，实际上也是用的N不变的条件。只是入射前、后，用了不同的体系而已，但前后两个体系的算法都是用的N不变的算法。具体深究下去，得去研究热力学教材了，这里不方便大篇幅展开），**盒子尺寸不变**，**温度不变**（事实上NVT系综也允许改变温度，但在算法上，每个不同的温度都当做是不同的体系来处理了，这些不同的体系内部的算法，还是用NVT的算法。与N类似，深入的含义，需要单独学习热力学教材，这里不展开）。
+NVT系综，即**原子数目为指定值**（事实上ReaxFF模拟都是要满足这个条件的，对于粒子入射的情况，虽然粒子数在变化，实际上也是用的N为指定值的条件。只是入射前、后，用了不同的体系而已，但前后两个体系的算法都是用的N为指定值的算法。具体深究下去，得去研究热力学教材了，这里不方便大篇幅展开），**盒子尺寸为指定值**，**温度为指定值**（事实上NVT系综允许改变温度，但在算法上，每个不同的温度都当做是不同的瞬时平衡系综来处理了，这些不同的体系内部的算法，还是用NVT的算法。与N类似，深入的含义，需要单独学习热力学教材，这里不展开）。
-NVE系综，表示原子数目不变、盒子尺寸不变、能量不变（即，是一个密闭系统，与外界没有热量交换）。
+NVE系综，表示原子数目为指定值、盒子尺寸为指定值、能量为指定值（即，是一个密闭系统，与外界没有热量交换）。
-NPT系综，表示原子数目不变，压强不变（即随着温度的变化、能量的变化，体积可能发生变化），温度不变。
+NPT系综，表示原子数目为指定值，压强为指定值（即随着温度的变化、能量的变化，体积可能发生变化），温度为指定值。
-需要说明的是，P、T都是热力学里面的统计概念，是一个宏观的概念。样本数很少的时候，统计得到的T、P，震荡就很大，样本数足够多，例如多到10<sup>23</sup>，那么震荡就非常非常的小了。这是热力学的基本规律。**在微观的层面（相对于宏观的原子数量级10<sup>23</sup>个原子而言），压强是非常不稳定的一个物理量，震荡非常的剧烈（振幅可以到10<sup>5</sup>帕以上）。**
+需要说明的是，P、T都是热力学里面的统计概念，是一个宏观的概念。样本数很少的时候，统计得到的T、P，震荡就很大，样本数足够多，例如多到10<sup>23</sup>，那么震荡就非常非常的小了。这是热力学的基本规律。**在微观的层面（相对于宏观的原子数量级10<sup>23</sup>个原子而言），压强是非常不稳定的一个物理量，震荡非常的剧烈（振幅可以到10<sup>5</sup>atm以上）。**
 模拟系统采用何种系综，这往往由实验条件决定。而没有通用的“哪种系综模拟更优”的说法。系综，是实验条件外加的一个强制限定。
-例如固体表面的反应模拟，到底是压强不变还是体积不变？严格的说，这是实验条件决定的。但需要知道一个大的前提：一般而言固体的P变化是很大的，V变化很小。所以固体表面的模拟，采用NVT较多。而固体的熔融模拟，很显然NVT系综就是不正确的，因为熔融前后，体积变化可能很大。例如冰融化为水，体积变化是不能忽略的。但这个过程压强P可能是保持不变的。因此这种情况，可能采用NPT系综更恰当。
+例如固体表面的反应模拟，到底是压强为指定值还是体积为指定值？严格的说，这是实验条件决定的。但需要知道一个大的前提：一般而言固体的P变化是很大的，V变化很小。所以固体表面的模拟，采用NVT较多。而固体的熔融模拟，很显然NVT系综就是不正确的，因为熔融前后，体积变化可能很大。例如冰融化为水，体积变化是不能忽略的。但这个过程压强P可能是保持为指定值的。因此这种情况，可能采用NPT系综更恰当。
+在AMS2020以后的版本，这样设置系综：
+  * NVT：设置Thermostat
+  * NPT：设置Thermostat以及Barostat
+  * NVE：不设置Thermostat以及Barostat，但设置Model - MD - Initial Temperature
+=====关于温度的控制=====
+用户指定温度以后，MD的结果中可以看到温度并不严格等于设定温度，而是在一个范围内震荡，体系越小震荡越剧烈，当体系原子个数到几千个的级别，温度的震荡基本上可以控制到±10K范围，随着原子个数的进一步增大，震荡会更小，理想上而言，到宏观尺寸当然几乎就观察不到震荡了。这是符合热力学定律的。
+=====关于压强的震荡=====
+压强的震荡比温度的震荡更加剧烈，对于几百个原子的超小体系，压强的震荡几乎可以到10$^5$ atm，仅当原子个数增大到数万，压强的震荡范围才变得较为能够接受，因此对压强的控制比对温度的控制需要更大的代价。否则用户只能接受这种大幅震荡的结果。

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