Analisando derretimentos e fluidos de simulações de dinâmica molecular da Ab Initio com o pacote UMD

A análise das simulações de dinâmica molecular de princípios de primeiro princípio nos permite prever com precisão as propriedades físicas e químicas dos fluidos. Este método pode ser aplicado a qualquer análise atômica em física e química. Para começar, extraia cada conjunto específico de propriedades físicas usando um ou mais scripts Python dedicados do pacote.

Execute todos os scripts na linha de comando. Todos eles empregam uma série de bandeiras, que são o mais consistentes possível de um roteiro para outro. Transforme a saída da simulação de MD realizada em um código de primeiro princípio em um arquivo UMD e, em seguida, transfira os arquivos umd em arquivos xyz para facilitar a visualização em vários outros pacotes, como VMD ou VESTA.

Inverta o arquivo UMD em arquivos POSCAR do tipo VASP usando o umd2poscar. py script, selecionando instantâneos das simulações com a frequência predefinida. Coma a gofrs_umd.

py script para calcular a função de distribuição de pares para todos os pares de tipos atômicos A e B.A saída é escrita em uma guia de arquivo ASCII separada com os gofrs de extensão.dat. Extrair as distâncias médias de ligação interatômicas como os raios das primeiras esferas de coordenação. Para isso, identifique a posição do primeiro máximo das funções de distribuição do par, plotando os gofrs.

arquivo dat em um aplicativo de planilha e procurando a maxima e minima para cada par de átomos, em seguida, identificar o raio da primeira esfera de coordenação como o primeiro mínimo do PDF usando o software de planilha. Execute o script de especiação para obter a matriz de conectividade e obter a coordenação poliedra ou a polimerização. Coma a speciation_umd.

py script com o bandeira r0, que amostra o gráfico de conectividade no primeiro nível para identificar a coordenação poliedra. Coma a speciation_umd. py script com o bandeira r1, que amostra o gráfico de conectividade em todos os níveis de profundidade para obter a polimerização.

Plote a vida útil de cada aglomerado atômico de todas as espécies químicas encontradas na simulação encontrada no papule. arquivos dat. Extrair os deslocamentos quadrados médios ou MSD dos átomos em função do tempo para obter a auto-difusividade, em seguida, calcular o MSD usando a série de msd_umd.

py scripts e calcular o MSD médio de cada tipo atômico. Calcule o MSD de cada átomo e das espécies químicas. Plote o MSD usando um software baseado em planilha e calcule os coeficientes de difusão a partir da inclinação do MSD.

Corra o vibr_spectrum_umd. py script para calcular a velocidade atômica autocorrelação de velocidade ou função VAC para cada tipo atômico e realizar sua rápida transformação Fourier. Plote o espectro vibracional da vibr.

dat arquivo usando software semelhante a planilha. Identificar o valor finito em ômega é igual a zero que corresponde ao caráter difuso do fluido nos vários picos do espectro em frequência finita. Corra em média.

py para extrair os valores médios e a propagação para pressão, temperatura, densidade e energia interna dos arquivos UMD. Finalmente, execute as médias completas. py script para realizar a análise estatística completa, incluindo o erro da média.

Pirolite é um modelo de derretimento de silicato multicomponta que melhor aproxima a composição da Terra silicato a granel. O pacote UMD foi usado para extrair várias características características de pirolito derretido. O máximo da função de distribuição do par de silício-oxigênio está em 1.635 angstrom, que é a melhor aproximação ao comprimento da curva.

Usando esse limite como a distância de ligação silício-oxigênio, a análise de especiação mostra que unidades ortossilicatas que podem durar até alguns picosegundos dominam o derretimento. Há uma parte importante do derretimento que mostra polimerização parcial como refletida pela presença de dimers como desilicar e aparadores como unidades Si3Ox. Sua vida correspondente é na ordem do picosegundo.

Polímeros de ordem superior têm uma vida útil consideravelmente menor. Os diferentes valores das etapas verticais e horizontais produzem várias amostras do MSD. Mesmo grandes valores de Z e V são suficientes para definir as encostas e, assim, os coeficientes de difusão dos diferentes átomos.

O tempo pós-processamento aumenta dramaticamente para grandes valores de Z e V.Finalmente, as funções de autocorrelação de velocidade atômica produzem o espectro vibracional do derretimento. Aqui são mostradas as contribuições dos átomos de magnésio, silício e oxigênio, bem como o valor total. Ao tentar este protocolo, verifique sempre a convergência.

Certifique-se de que as trajetórias atômicas são longas o suficiente, como capturar adequadamente o fenômeno em que você está interessado. Esta técnica abrange resultados pós-processamento de simulação. As simulações e suas análises devem ser feitas em paralelo.