Test amacıyla suyun moleküler dinamik simülasyonlarını kullanıyorum. Klasik MD çalıştıran bir kişiye sorarsanız kutu oldukça küçüktür ve bir DFT adama sorarsanız nispeten büyüktür: Periyodik sınır koşullarında 58 su molekülüm var.
CPU zamanından tasarruf etmek için, ab initio MD'yi çalıştırmadan önce cep telefonumu klasik bir kuvvet alanı ile optimize ediyorum. Sistemi klasik olarak 300K'da 1 ns'de dengelerim, sonra son anlık görüntüyü alıp ab initio MD için girdi olarak kullanırım. Benim ab initio MD, düzlem dalga temel seti ve PAW (sözde) potansiyelleri (VASP kodudur) ile düzenli DFT tabanlı Born-Oppenheimer MD'dir. Hem klasik hem de ab başlangıç simülasyonlarında, hızı yeniden ölçekleyen bir termostat kullanarak sıcaklığı 300K'da sabit tutuyorum.
Klasik ve ab initio arasında geçiş yapmanın iki farklı yolunu inceliyorum:
- Klasik yörüngedeki başlangıç hızlarını ve pozisyonlarını alın ve bunları ab initio simülasyonu için başlangıç konfigürasyonu olarak içe aktarın
- Klasik pozisyonları koruyarak sistemi sıfır sıcaklığa dondurun, bunu DFT koduna alın, daha sonra hızlı bir şekilde (şu anda 0.5 ps'de yapıyorum) 300K'ya kadar ısıtın
Her iki stratejinin de kısa bir (10 ps diyelim) dengeleme süresinden sonra aynı ortalama enerjiye yol açacağını umuyordum, özellikle de başlangıç yapılandırmasının belirtilen sıcaklık hilesi (başlangıç hızları farklı) dışında tamamen aynı (aynı başlangıç pozisyonları) olduğunu göz önünde bulundurarak . Olay bu değil. Aşağıdaki şekil, sistemin donduğu ve daha sonra hızlı bir şekilde ısıtıldığı simülasyonun, enerjiden diğerine göre yaklaşık 1 eV daha düşük bir enerji bölgesi bulduğunu ve klasik MD'den ithal edilen hızların bulunduğunu göstermektedir.
Sorularım:
- bunun beklenip beklenmeyeceği;
- klasikten ab initio MD'ye geçişi optimize etmek için bilinen başarılı stratejiler var mı;
- ve beni konuyla ilgili ilgili literatüre yönlendirebilir misiniz?
Düzenle:
Biraz daha test yapıyorum ve şu an sahip olduğum sınırlı verilerle bu sisteme özgü bir sorun olabilir. Aynı boyuttaki bir kutuda su yerine metanol ile yapılan bir test, iki farklı başlangıç hızı şemasının hızla aynı ortalama enerjiye yaklaştığını gösterdi. Bununla birlikte, klasik konfigürasyon, metanol durumunda kuantuma çok yakındı, yani t = 0'daki enerji, yakınsamadan sonra ortalama enerjiye çok yakındı. Su, çok zor bir sistemdir, bu nedenle belki de bu sorun az çok suya özgüdür. Hiçbir cevap eklenmezse, tüm testleri bitirdikten sonra sonuçlarıma dayanarak bir tane yayınlamaya çalışacağım.