Ab MD'ye klasik MD'den başlamanın yolları


9

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:

  1. Klasik yörüngedeki başlangıç ​​hızlarını ve pozisyonlarını alın ve bunları ab initio simülasyonu için başlangıç ​​konfigürasyonu olarak içe aktarın
  2. 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.

resim açıklamasını buraya girin

Sorularım:

  1. bunun beklenip beklenmeyeceği;
  2. klasikten ab initio MD'ye geçişi optimize etmek için bilinen başarılı stratejiler var mı;
  3. 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.

Yanıtlar:


1

kısa bir denge süresinden sonra (10 ps diyelim)

  1. Kendinize yeniden dengeleme süresinin 'kısa' olduğunu söylüyorsunuz. Yeniden başlatılan iki sistemin birleşip birleşmediğini görmek için daha uzun süre beklemeyi denediniz mi?
  2. Hız yeniden ölçekleme, herkesin bildiği gibi naif bir termostattır. Belki daha gerçekçi bir şeyle değiştirebilirsin? (Berendsen, Burun-Hoover, vb.)
  3. 'Büyük' ​​bir sistemden örnek almak konusunda endişeleriniz varsa, ergodik prensibi ve paralel bilgi işlemin sizin için çalışmasını sağlayabilirsiniz: Klasik yörüngenin kuyruğundan yeniden başlatılan çoklu gerçekleştirmeleri örnekleyin (klasik olarak dengelenmiş sistemin anlık görüntülerini alarak) . Ardından, her biri farklı bir yeniden başlatma faz alanı yapılandırması kullanarak kuantum kodunuzun birden fazla örneğini çalıştırabilir ve çıktıları ortalama olarak alabilirsiniz. Ayrı gerçekleşmeler birbirinden bağımsız olarak geliştiğinden, simülasyonlar utanç verici bir şekilde paraleldir .

Üzgünüm herhangi bir yetkili kaynak sunamıyorum ...

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.