AB Initio Moleküler Dinamik Simülasyonlarından Eriyik ve Sıvıların UMD Paketi ile Analizi

İlke moleküler dinamik simülasyonlarının analizi, sıvıların fiziksel ve kimyasal özelliklerini doğru bir şekilde tahmin etmemizi sağlar. Bu yöntem fizik ve kimyadaki herhangi bir atomik analize uygulanabilir. Başlamak için, paketten bir veya daha fazla adanmış Python komut dosyası kullanarak belirli her fiziksel özellik kümesini ayıklayın.

Komut satırındaki tüm komut dosyalarını çalıştırın. Hepsi, bir komut dosyasından diğerine mümkün olduğunca tutarlı olan bir dizi bayrak istihdam ederler. İlk ilkeler kodunda gerçekleştirilen MD simülasyonunun çıktısını bir UMD dosyasına dönüştürün, ardından VMD veya VESTA gibi diğer çeşitli paketlerde görselleştirmeyi kolaylaştırmak için UMD dosyalarını xyz dosyalarına aktarın.

UMD dosyasını UMD2poscar kullanarak VASP tipi POSCAR dosyalarına ters çevirin. py komut dosyası, önceden tanımlanmış sıklıkta simülasyonların anlık görüntülerini seçme. gofrs_umd çalıştırın.

py komut dosyası, A ve B atom türlerinin tüm çiftlerinin çift dağıtım işlevini hesaplamak için.Çıktı, gofrs.dat uzantısıyla ayrılmış bir ASCII dosya sekmesinde yazılır. İlk koordinasyon kürelerinin yarıçapı olarak ortalama interatomik bağ mesafelerini çıkarın. Bunun için, gofrs çizerek çift dağıtım işlevlerinin ilk maksimum konumunu tanımlayın.

dat dosyası bir elektronik tablo uygulamasında ve her atom çifti için maxima ve minima'yı arar, ardından elektronik tablo yazılımını kullanarak ilk koordinasyon alanının yarıçapını PDF'nin ilk minimumı olarak tanımlar. Bağlantı matrisini elde etmek ve koordinasyon polihedrasını veya polimerizasyonunu elde etmek için speciation komut dosyasını çalıştırın. speciation_umd çalıştırın.

py komut dosyası, koordinasyon polihedrasını tanımlamak için bağlantı grafiğini ilk düzeyde örnekleyen r0 bayrağına sahiptir. speciation_umd çalıştırın. polimerizasyonu elde etmek için bağlantı grafiğini tüm derinlik seviyelerinde örnekleyen r1 bayraklı py komut dosyası.

Papülde bulunduğu gibi simülasyonda bulunan tüm kimyasal türlerin her atomik kümesinin ömrünü çizin. dat dosyaları. Kendi kendine difüzyiteyi elde etmek için zamanın bir işlevi olarak atomların ortalama kare yer değiştirmelerini veya MSD'lerini ayıklayın, ardından msd'yi msd_umd serisini kullanarak hesaplayın.

komut dosyalarını yazın ve her atom türünün ortalama MSD'sini hesapla. Her atomun ve kimyasal türlerin MSD'sini hesapla. Elektronik tablo tabanlı bir yazılım kullanarak MSD'yi çizin ve MSD'nin eğiminden difüzyon katsayılarını hesapla.

vibr_spectrum_umd çalıştırın. py komut dosyası, her atomik tür için atomik hız otomatik sabitlemeyi veya VAC işlevini hesaplamak ve hızlı Fourier dönüşümünü gerçekleştirmek için. Vibr'den titreşim spektrumu çizin.

dat dosya elektronik tablo benzeri yazılım kullanarak. Sonlu frekansta spektrumun çeşitli zirvelerindeki sıvının difüzif karakterine karşılık gelen omega eşittir sıfırdaki sonlu değeri tanımlayın. Ortalamaları çalıştır.

py, UMD dosyalarından basınç, sıcaklık, yoğunluk ve iç enerji için ortalama değerleri ve yayılmayı ayıklamak için. Son olarak, ortalamaların tamamını çalıştırın. py komut dosyası, ortalamanın hatası da dahil olmak üzere tüm istatistiksel analizi gerçekleştirmek için.

Pyrolite, kütle silikat Dünya'nın bileşimine en iyi yakın model çok bileşenli silikat eriyiğidir. UMD paketi erimiş pirolit çeşitli karakteristik özelliklerini ayıklamak için kullanılmıştır. Silikon-oksijen çifti dağılım işlevinin maksimumu, büküm uzunluğuna en iyi yaklaşım olan 1.635 angstrom'da yatmaktadır.

Bu sınırı silikon-oksijen bağı mesafesi olarak kullanan belirtim analizi, eriyiğe birkaç pikosekond'a kadar dayanabilen ortosilikat ünitelerinin hakim olduğunu göstermektedir. Eriyiğin, disilicate gibi dimerlerin ve Si3Ox üniteleri gibi trimerlerin varlığından yansıyan kısmi polimerizasyon gösteren önemli bir kısmı vardır. Karşılık gelen ömürleri picosecond sırasına göredir.

Yüksek sıralı polimerlerin hepsi çok daha kısa ömürlüdür. Dikey ve yatay adımların farklı değerleri MSD'nin çeşitli örneklemelerini verir. Z ve V'nin büyük değerleri bile farklı atomların eğimlerini ve dolayısıyla difüzyon katsayılarını tanımlamak için yeterlidir.

Z ve V'nin büyük değerleri için işlem sonrası süre önemli ölçüde artar.Son olarak, atomik hız otomatik düzeltme işlevleri eriyiğin titreşim spektrumunu verir. Burada magnezyum, silikon ve oksijen atomlarının katkılarının yanı sıra toplam değer gösterilmiştir. Bu protokolü denerken, her zaman yakınsamayı denetleyin.

Atomik yörüngelerin, ilgilendiğiniz fenomeni düzgün bir şekilde yakalamak için yeterince uzun olduğundan emin olun. Bu teknik simülasyon sonuçlarının işlenmesini kapsar. Simülasyonlar ve analizleri paralel olarak yapılmalıdır.