ניתוח המסות ונוזלים מסימולציות דינמיקה מולקולרית Ab Initio עם חבילת UMD

ניתוח סימולציות הדינמיקה המולקולרית של העקרונות הראשונים מאפשר לנו לחזות במדויק את התכונות הפיזיות והכימיות של נוזלים. שיטה זו יכולה להיות מיושמת על כל ניתוח אטומי בפיזיקה ובכימיה. כדי להתחיל, חלץ כל ערכה ספציפית של מאפיינים פיזיים באמצעות סקריפט ייעודי אחד או יותר של Python מהחבילה.

הפעל את כל קבצי ה- Script בשורת הפקודה. כולם משתמשים בסדרה של דגלים, שהם עקביים ככל האפשר מתסריט אחד למשנהו. הפוך את הפלט של הדמיית MD המבוצעת בקוד עקרונות ראשונים לקובץ UMD, ולאחר מכן להעביר את הקבצים umd לתוך קבצי xyz כדי להקל על הדמיה על חבילות שונות אחרות, כמו VMD או VESTA.

הפוך את קובץ UMD לקבצי POSCAR מסוג VASP באמצעות umd2poscar. סקריפט py, בחירת תמונות של הסימולציות עם התדירות המוגדרת מראש. תריץ את gofrs_umd.

סקריפט py כדי לחשב את פונקציית הפצת הזוג עבור כל זוגות הסוגים האטומיים A ו- B.הפלט כתוב בכרטיסיית קובץ ASCII אחת המופרדת באמצעות הסיומת gofrs.dat. לחלץ את מרחקי הקשר הבין-אטומיים הממוצעים כמו radii של ספירות התיאום הראשונות. עבור זה, לזהות את המיקום של המקסימום הראשון של פונקציות התפלגות הזוג על ידי התוויית gofrs.

dat file ביישום גיליון אלקטרוני וחיפוש מקסימה ומינימה עבור כל זוג אטומים, ולאחר מכן לזהות את הרדיוס של ספירת התיאום הראשונה כמינימום הראשון של PDF באמצעות תוכנת הגיליון האלקטרוני. הפעל את סקריפט ההמחקה כדי להשיג את מטריצת הקישוריות ולקבל את הפוליהדרה הקואורדינציה או את הפולימר. תריץ את speciation_umd.

סקריפט py עם דגל r0, אשר מדגם את גרף הקישוריות ברמה הראשונה כדי לזהות את הפוליהדרה של התיאום. תריץ את speciation_umd. סקריפט py עם הדגל r1, אשר מדגם את גרף הקישוריות בכל רמות העומק כדי להשיג את הפילמור.

שרטט את חייו של כל אשכול אטומי של כל המינים הכימיים שנמצאו בסימולציה כפי שנמצאו בפאולה. dat files. לחלץ את תזוזות ריבוע ממוצע או MSD של האטומים כפונקציה של זמן כדי לקבל את הדיפוזיה העצמית, ולאחר מכן לחשב את MSD באמצעות סדרת msd_umd.

סקריפטים py ולחשב את MSD הממוצע של כל סוג אטומי. לחשב את MSD של כל אטום ושל המינים הכימיים. התווה את MSD באמצעות תוכנה מבוססת גיליון אלקטרוני וחשב את מקדמי הדיפוזיה מהשיפוע של MSD.

תריץ את vibr_spectrum_umd. סקריפט py לחישוב תיקון אוטומטי של מהירות האטומית או פונקציית VAC עבור כל סוג אטומי וביצוע התמרת פורייה המהירה שלו. התווה את ספקטרום הרטט מן המרץ.

dat קובץ באמצעות תוכנה דמוית גיליון אלקטרוני. זהה את הערך הסופי באומגה שווה אפס המתאים לאופי הדיפוזי של הנוזל בפסגות השונות של הספקטרום בתדר סופי. הפעל ממוצעים.

py כדי לחלץ את הערכים הממוצעים ואת ההתפשטות עבור לחץ, טמפרטורה, צפיפות, ואנרגיה פנימית מקבצי UMD. לבסוף, הפעל את הממוצעים המלאים. סקריפט py כדי לבצע את הניתוח הסטטיסטי המלא כולל השגיאה של הממוצע.

פירוליט הוא מודל רב רכיבים סיליקט להמיס כי הטוב ביותר משווה את הרכב של כדור הארץ סיליקט בתפזורת. חבילת UMD שימשה לחילוץ מספר תכונות אופייניות של פירוליט מותך. המקסימום של פונקציית חלוקת זוג הסיליקון-חמצן טמון ב 1.635 אנגסטרום, שהוא הקירוב הטוב ביותר לאורך העיקול.

באמצעות מגבלה זו כמרחק קשר סיליקון-חמצן, ניתוח הדגימה מראה כי יחידות אורתוקסיקט שיכולות להימשך עד כמה פיקוסקונדים שולטות בהמסה. יש חלק חשוב של המסה המציג פילמור חלקי כפי משתקף על ידי נוכחות של dimers כמו disilicate ו trimers כמו יחידות Si3Ox. החיים המקבילים שלהם הם בסדר של picosecond.

לפולימרים מסדר גבוה יותר יש אורך חיים קצר בהרבה. הערכים השונים של השלבים האנכיים והאופקיים מניבים דגימות שונות של MSD. אפילו ערכים גדולים של Z ו- V מספיקים כדי להגדיר את המדרונות ולכן מקדמי הדיפוזיה של האטומים השונים.

זמן לאחר העיבוד גדל באופן דרמטי עבור ערכים גדולים של Z ו- V.Finally, פונקציות תיקון אוטומטי של מהירות אטומית מניבות את ספקטרום הרטט של ההמסה. מוצג כאן התרומות של מגנזיום, סיליקון, אטומי חמצן, כמו גם את הערך הכולל. בעת ניסיון פרוטוקול זה, בדוק תמיד את ההתכנסות.

ודא כי המסלולים האטומיים ארוכים מספיק כדי ללכוד כראוי את התופעה שאתה מעוניין. טכניקה זו מכסה לאחר עיבוד של תוצאות סימולציה. הסימולציות והניתוח שלהם חייבים להיעשות במקביל.