UMD 패키지로 Ab Initio 분자 역학 시뮬레이션에서 용융 및 유체 분석

1차 분자 역학 시뮬레이션을 분석하면 유체의 물리적 및 화학적 특성을 정확하게 예측할 수 있습니다. 이 방법은 물리학 및 화학의 모든 원자 분석에 적용할 수 있습니다. 먼저 패키지에서 하나 이상의 전용 Python 스크립트를 사용하여 각 특정 물리적 특성 집합을 추출합니다.

명령줄에서 모든 스크립트를 실행합니다. 그들은 모두 하나의 스크립트에서 다른 스크립트에 가능한 한 일관된 일련의 플래그를 사용합니다. 첫 번째 원칙 코드에서 수행되는 MD 시뮬레이션의 출력을 UMD 파일로 변환한 다음 탯줄 파일을 xyz 파일로 전송하여 VMD 또는 VESTA와 같은 다양한 다른 패키지에서 시각화를 용이하게 합니다.

UMD 파일을 umd2poscar를 사용하여 VASP 형 POSCAR 파일로 전환합니다. 미리 정의된 주파수로 시뮬레이션의 스냅샷을 선택합니다. gofrs_umd 실행합니다.

원자 유형 A및 B.의 모든 쌍에 대한 쌍 분포 함수를 계산하는 py 스크립트 출력은 확장 gofrs.dat 구분된 하나의 ASCII 파일 탭으로 작성됩니다. 첫 번째 협착 구체의 반으로 평균 원자 간 결합 거리를 추출합니다. 이를 위해 gofrs를 플로팅하여 쌍 분포 함수의 첫 번째 최대값의 위치를 식별합니다.

스프레드시트 응용 프로그램에서 파일을 dat하고 각 원자 쌍의 최대마 및 최소마를 검색한 다음 스프레드시트 소프트웨어를 사용하여 첫 번째 조정 구의 반경을 PDF의 첫 번째 최소값으로 식별합니다. 응성 매트릭스를 획득하고 조정 폴리헤드라 또는 중합을 얻기 위해 스펙션 스크립트를 실행합니다. speciation_umd 실행합니다.

첫 번째 레벨에서 연결 그래프를 샘플링하여 조정 폴리헤드라를 식별하는 플래그 r0이 있는 py 스크립트입니다. speciation_umd 실행합니다. 모든 깊이 수준에서 연결 그래프를 샘플링하여 중합화를 얻는 플래그 r1을 가진 py 스크립트.

구풀에서 발견되는 시뮬레이션에서 발견되는 모든 화학 종의 각 원자 클러스터의 수명을 플롯합니다. dat 파일. 원자의 평균 제곱 변위 또는 MSD를 자체 확산도를 얻기 위한 시간의 함수로서 추출한 다음 일련의 msd_umd 사용하여 MSD를 계산합니다.

py 스크립트를 작성하고 각 원자 유형의 평균 MSD를 계산합니다. 각 원자와 화학 종의 MSD를 계산합니다. 스프레드시트 기반 소프트웨어를 사용하여 MSD를 플롯하고 MSD의 경사에서 확산 계수를 계산합니다.

vibr_spectrum_umd 실행합니다. py 스크립트는 각 원자 유형에 대한 원자 속도 자동 상관 또는 VAC 기능을 계산하고 빠른 Fourier 변환을 수행합니다. 진동 스펙트럼을 진동 스펙트럼에서 플롯합니다.

스프레드시트와 같은 소프트웨어를 사용하여 파일을 dat합니다. 오메가에서 유한값을 식별하는 것은 0과 같으며, 이는 유한 주파수에서 스펙트럼의 다양한 피크에서 유체의 확산 특성에 해당합니다. 평균을 실행합니다.

py는 UMD 파일에서 압력, 온도, 밀도 및 내부 에너지에 대한 평균 값및 스프레드를 추출합니다. 마지막으로 전체 평균을 실행합니다. py 스크립트는 평균의 오류를 포함하여 완전한 통계 분석을 수행합니다.

Pyrolite는 대량 규산염 지구의 조성물을 가장 근사화하는 다중 구성 요소 규산염 용융 모델입니다. UMD 패키지는 용융 된 파이롤 라이트의 몇 가지 특징을 추출하는 데 사용되었습니다. 실리콘-산소 쌍 분포 함수의 최대는 1.635 angstrom에 놓여 있으며 이는 굴곡 길이에 가장 가장 근사합니다.

이 제한을 실리콘-산소 결합 거리로 사용하여, 표본 분석은 최대 몇 pico초 동안 지속될 수 있는 orthosilicate 단위가 용융을 지배한다는 것을 보여줍니다. Si3Ox 유닛과 같은 디실리케이트 및 트리머와 같은 디머의 존재에 의해 반사되는 부분 중합화를 보여주는 용융의 중요한 부분이 있다. 그들의 해당 수명은 피코초의 순서입니다.

높은 순서 폴리머는 모두 수명이 상당히 짧습니다. 수직 및 수평 단계의 다른 값은 MSD의 다양한 샘플링을 생성합니다. Z와 V의 큰 값조차도 경사면을 정의하기에 충분하므로 다른 원자의 확산 계수를 정의할 수 있습니다.

Z 및 V.Finally의 큰 값에 대해 처리 후 시간이 크게 증가하며, 원자 속도 자가 상관 기능은 용융의 진동 스펙트럼을 생성합니다. 여기에 마그네슘, 실리콘 및 산소 원자의 기여뿐만 아니라 총 값이 표시됩니다. 이 프로토콜을 시도할 때는 항상 수렴을 확인합니다.

원자 궤적이 관심있는 현상을 제대로 포착할 수 있을 만큼 충분히 길다는 것을 확인하십시오. 이 기술은 시뮬레이션 결과의 후처리를 다룹니다. 시뮬레이션과 해당 분석은 병렬로 수행해야 합니다.