기존 MD에서 ab initio MD를 시작하는 방법


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테스트 목적으로 물의 분자 역학 시뮬레이션을 실행하고 있습니다. 상자가 아주 작습니다. 고전적인 MD를 사용하는 사람에게 물어 보면 DFT 사람에게 물어 보면 상대적으로 큽니다. 주기적 경계 조건에 58 개의 물 분자가 있습니다.

CPU 시간을 절약하기 위해 ab initio MD를 실행하기 전에 클래식 포스 필드로 셀을 최적화하고 있습니다. 시스템을 1ns 동안 고전적으로 300K로 평형화 한 다음 마지막 스냅 샷을 작성하여 ab initio MD의 입력으로 사용합니다. 내 ab initio MD는 평면 파 기준 세트와 PAW (의사) 전위 (VASP는 코드 임)가있는 일반 DFT 기반 Born-Oppenheimer MD입니다. 클래식 시뮬레이션과 ab initio 시뮬레이션 모두에서 속도 조정 온도 조절기를 사용하여 온도를 300K로 일정하게 유지합니다.

나는 고전과 ab initio 사이를 전환하는 두 가지 다른 방법을 조사하고 있습니다.

  1. 고전 궤도에서 초기 속도와 위치를 가져와 ab 시뮬레이션 시뮬레이션을위한 초기 구성으로 가져옵니다.
  2. 기존 위치를 유지하면서 시스템을 제로 온도로 동결하고 DFT 코드로 가져온 다음 최대 (현재 0.5ps에서 수행 중) 300K까지 가열하십시오.

나는 두 가지 전략이 짧은 (예를 들어 10ps) 평형 기간 후에 동일한 평균 에너지로 이어지기를 바랐습니다. 특히 시작 구성이 언급 된 온도 트릭 (초기 속도가 다름)을 제외하고 정확히 동일한 (초기 위치와 동일) 것을 고려하면 . 그렇지 않다. 아래 그림은 시스템이 정지 된 다음 빠르게 가열되는 시뮬레이션이 다른 MD보다 에너지가 약 1eV 더 낮은 에너지 영역을 찾는다는 것을 보여줍니다.이 속도는 기존 MD에서 가져온 속도입니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

내 질문은 :

  1. 이것이 예상되는지의 여부;
  2. 고전에서 ab initio MD 로의 전환을 최적화하는 성공적인 전략이 알려져 있습니까?
  3. 그리고 당신은 그 문제에 관한 적절한 문학으로 나를 가리킬 수 있습니까?

편집하다:

나는 더 많은 테스트를 수행하고 있으며 현재 제한된 데이터로 시스템 특정 문제 일 수 있습니다. 동일한 크기의 상자에서 물 대신 메탄올을 사용한 테스트에서 두 개의 서로 다른 초기 속도 체계가 동일한 평균 에너지로 빠르게 수렴됨을 보여주었습니다. 그러나, 고전적인 구성은 메탄올의 경우 양자 구성에 매우 근접했다. 즉, t = 0에서의 에너지는 수렴 후의 평균 에너지에 매우 근접했다. 물은 악명 높은 시스템이므로 아마도이 문제는 다소 물에 국한됩니다. 답변이 추가되지 않으면 모든 테스트가 완료되면 결과를 기반으로 답변을 게시하고 게시합니다.

답변:


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짧은 (10ps) 평형 기간 후

  1. 재 평형 기간이 '짧다'라고 스스로에게 말하십시오. 다시 초기화 된 두 시스템이 수렴 되는지 확인하기 위해 더 오래 기다렸 습니까?
  2. Velocity-Recaling은 매우 순진한 온도 조절 장치입니다. 좀 더 현실적인 것으로 바꿀 수 있을까요? (베렌 센, 코 후버 등)
  3. 당신은 '큰'시스템을 샘플링에 대한 모든 관련에 있다면, 당신은 할 수 에르고 드적 원리를 당신을 위해 일 계산 평행 : 샘플 여러 다시 초기화 실현 하여 고전 궤도의 꼬리에서을 (고전적인 평형 시스템의 스냅 샷을 복용) . 그런 다음 각기 다른 재 초기화 단계 공간 구성을 사용하여 퀀텀 코드의 여러 인스턴스를 실행하고 평균을 산출 할 수 있습니다. 별도의 실현이 서로 독립적으로 진화하기 때문에 시뮬레이션은 매우 유사 합니다.

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