使用 UMD 软件包分析 Ab Initio 分子动力学模拟中的熔体和流体

第一性原理分子动力学模拟的分析使我们能够准确地预测流体的物理和化学性质。这种方法可以应用于物理和化学中的任何原子分析。首先，使用包中的一个或多个专用 Python 脚本提取每组特定的物理属性。

在命令行上运行所有脚本。它们都使用一系列标志，这些标志在一个脚本到另一个脚本之间尽可能一致。将在第一原则代码中执行的 MD 仿真输出转换为 UMD 文件，然后将 umd 文件传输到 xyz 文件，以便于在各种其他软件包（如 VMD 或 VESTA）上进行可视化。

使用 umd2poscar 将 UMD 文件反转为 VASP 类型的 POSCAR 文件。py 脚本，选择具有预定义频率的模拟快照。运行gofrs_umd。

py 脚本，用于计算所有原子类型 A 和 B 对的配对分布函数。输出写在一个 ASCII 文件选项卡中，该选项卡由扩展名 gofrs.dat 分隔。提取平均原子间键距离作为第一个配位球的半径。为此，请通过绘制 gofrs 来确定货币对分布函数的第一个最大值的位置。

dat 文件在电子表格应用程序中搜索每对原子的最大值和最小值，然后使用电子表格软件将第一个配位球体的半径标识为 PDF 的第一个最小值。运行形态形成脚本以获得连通矩阵并获得配位多面体或聚合。运行speciation_umd。

带有标志 r0 的 py 脚本，该脚本在第一级对连通性图进行采样，以标识配位多面体。运行speciation_umd。带有标志 r1 的 py 脚本，该脚本在所有深度级别对连接图进行采样以获得聚合。

绘制在丘疹中发现的模拟中发现的所有化学物质的每个原子簇的寿命。dat 文件。提取原子的均方位移或MSD作为时间的函数以获得自扩散率，然后使用msd_umd系列计算MSD。

py 脚本并计算每种原子类型的平均 MSD。计算每个原子和化学物质的MSD。使用基于电子表格的软件绘制 MSD，并从 MSD 的斜率计算扩散系数。

运行vibr_spectrum_umd。py 脚本，用于计算每种原子类型的原子速度速度自相关或 VAC 函数，并执行其快速傅里叶变换。绘制振动波谱。

dat文件使用类似电子表格的软件。确定omega等于零处的有限值，该值对应于流体在有限频率下光谱的各个峰值中的扩散特性。运行平均值。

py 从 UMD 文件中提取压力、温度、密度和内部能量的平均值和散布。最后，运行完整的平均值。py 脚本，用于执行完整的统计分析，包括均值的误差。

Pyrolite是一种模型多组分硅酸盐熔体，最接近于块状硅酸盐地球的组成。UMD包用于提取熔融热浮石的几个特征。硅氧对分布函数的最大值为1.635埃，这是弯曲长度的最佳近似值。

使用这个极限作为硅氧键距离，形态分析表明，可以持续长达几皮秒的正硅酸盐单元主导着熔体。熔体中有一个重要部分显示部分聚合，这反映在二硅酸盐等二聚体和Si3Ox单元等三聚体的存在上。它们相应的生存期是皮秒级的。

高阶聚合物的使用寿命都大大缩短。垂直和水平步长的不同值产生MSD的各种采样。即使Z和V的值很大，也足以定义斜率，从而定义不同原子的扩散系数。

对于Z和V的大值，后处理时间急剧增加，最后，原子速度自相关函数产生熔体的振动光谱。这里显示的是镁，硅和氧原子的贡献，以及总值。尝试此协议时，请始终检查收敛性。

确保原子轨迹足够长，以便正确捕获您感兴趣的现象。此技术涵盖仿真结果的后处理。模拟及其分析必须并行进行。