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adf:dftmd-adf2020

这是本文档旧的修订版!


无周期性约束的DFT分子动力学模拟:分子数量变化曲线、自动单步反应分析

此处以简单案例进行说明:

说明:

  • 这里的体系是没有周期性边界的,周围是无限大真空
  • 任务类型Task选择为Molecular Dynamics,点击后面的>符号,可以对Molecular Dynamics的详细参数进行设置,其他>类似
  • 泛函选择计算量较小、精度较高的泛函,因此可以选择GGA,这里选择了GGA:BP86,因为BP86是所有GGA中更容易收敛的泛函
  • 基组不需要选择大基组,一般选择DZP基组就可以了
  • 其他参数默认即可

说明:

  • Number of Steps,设定分子动力学的步数,乘以步长time step,得到总的模拟时长
  • Sample Frequency,设定轨迹文件的采样频率,这里设置为10,表示每10步,记录一次轨迹,这是为了快速看到动画,所以设置的很小,真正的实际模拟,设置为50或100就可以了
  • 如果系综是NVT系综,则点击Thermostat后面的>符号,进行详细设置(例如本例中);如果是NPT系综则点击Barostat后面的>符号,进行详细设置。NPT系综,对DFT-MD一般不太常用,因为原子个数太少,对压强的控制很难实现

NVT系综的设置

只需要设置系综实现的方案Thermostat、Temperature、Damping constant。其中Damping constant表示震荡时间(在达到指定温度前,温度随机震荡),一般默认设置100fs,也可以降低为5fs,对结果影响不大。

恒温:温度如果只设置了一个,则不需要设置Duration(s),整个模拟过程都是该温度

变温:如果需要改变温度,则如上图所示设置多个温度即可,配合Duration(s)的设置,可以实现控温。例如图中所示表示:起始温度298K,在随后的5000步中逐渐升温到348K,然后第5001步从348K经历25000步,回到298K,此时总共已经经历了5000+25000=30000步,然后直到结束都是298K。

包含保温过程:总之,Duration(s)的数字个数比温度的数字个数少1个。如果有保温过程,可以设置如下:温度设置为298 4000 4000 298,Durations设置为5000 30000 5000,表示298~4000升温过程经历5000步,4000K保温30000步,然后4000~298降温过程经历5000步,最后保持在298K直到结束。

NPT系综的设置

设置与NVT类似。

结果分析

SCM - Movie - MD properties - Molecules,勾选某种分子,就可以显示该分子的数量变化曲线

Movie - MD properties - Reaction Event Detection,可以分析单步反应(基元反应):

  • Start at Timestep,从多少步开始分析
  • Process steps,分析接下来的多少步
  • Recrossing Filter,该数值设置为保存轨迹频率的10倍,例如这里设置为100

之后点击Process,处理完毕之后,点击Browse即可在网页中看到分析信息:

  • 首页是排名前五的“反应物”、产物,以及发生次数最多的前五个反应
  • 分子结构都可以点击而得到该分子的“来源”(参与过的基元反应的反应物有哪些)与“去向”(参与过的基元反应的产物有哪些)
  • 右上角有其他汇总信息,例如所有反应、所以物种、时间线(每种物质首次出现的时间线)等等
adf/dftmd-adf2020.1606274600.txt.gz · 最后更改: 2020/11/25 11:23 由 liu.jun

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