计算化学公社

标题: 求受限于碳纳米管的水的扩散系数时，msd曲线往往很异常，想先从算法基础开始求教 [打印本页]

作者
Author: cavalier 时间: 2019-8-22 14:08
标题: 求受限于碳纳米管的水的扩散系数时，msd曲线往往很异常，想先从算法基础开始求教
   不好意思我这个人说话比较啰嗦，表达意思重点可能不够突出，希望各位谅解，并予以稍微多一丢丢的耐心。    我是用gromacs做模拟的，最近在做受限在碳纳米管里的水/冰    遇到这个类问题已经很久了，在论坛里也已经看过好多求扩散系数、msd的帖子了，仍然有不少问题不明白。
   我画出来的图线通常都很异常，比如图线有时大起大落，有时曲线的噪音改过斜率的趋势（因为本来我模拟温度就低，240k，所以斜率本来就应该很小），而且常常同一个模拟数据（总共模拟不超过800ps），我取不同时间段求出来的msd，斜率可能数量级都不一样。图我放在后面稍后请教，首先我想关于求扩散系数的基础的原理、算法什么的我还要确认一下，求教一下。
   首先，我有一个地方很不明白，在求扩散系数时，我已经试过两种方法：1，自己编脚本，因为要系宗平均（粒子平均我也做了），所以，关联时间肯定要比模拟时间短很多吧（这才是我的问题），比如，模拟400ps，1fs一步，一共就有40万个时间点了，我一般会选择200ps作为关联长度，从第0步开始求第一个系宗（即0-200ps求第一个系宗），为减少计算量，每隔100步开始一个新的系宗，也就是0.1ps-200.1ps是第二个系宗，而最后一个系宗是200-400ps，这样一来我就可以有2001个系宗来平均了。2，我也用过gmx msd的命令，通过编写index文件，我选择求管中心部分的水分子，并确定模拟期间这些水分子均不会跑出管去，可是我400ps的模拟它就能导出400ps长的曲线，那么它是怎么做到系宗平均的呢？所以我对gmx msd的算法思想不太明白。

   脑子有点乱，暂时有点想不起来其他基本问题我不能理解了。先放我的曲线图：
      fig1-fig3是我用gmx msd对同一实验不同模拟时间画的图，实验对象都是240k下受限在碳纳米管里的水，可见斜率最小的800ps和斜率最大的200ps，将近相差了1个数量级了。这可怎么办呢，曲线形状在我画出的图形里已经算是最正常的了，都能看出线性区域，但是斜率数值相差这么大，我不敢直接拿这三组斜率直接平均作为最终的值。请问我要怎么确定出比较可靠的斜率值呢。
      fig4我就完全不明白为什么会这样了，这组我在z轴加了0.5V/nm的电场，而fig5我也是加了2V/nm的电场
      fig6又该怎么处理呢？
      fig7开始是我自己写的程序算出来的数据：
      fig7，用我自己写的程序从而画出来图线都是大同小异，都是曲线大幅上升然后波动着大致呈现水平（有时候呈现缓慢变大，有时直接斜率为负），而fig7不知为何波动幅度这么大（200ps模拟，画出100ps的数据，共取系宗1001个来平均）
      fig8我也没办法处理，而fig9明显msd后面还越来越小了
      补充一下，我在加了轴向电场的实验中用gmx msd也画出过msd越来越小的情况fig10
      我的问题不知道有没有表述清楚，烦请各位了，万分感谢！！！

作者
Author: cavalier 时间: 2019-8-22 14:11
接着fig10补充一个fig11，也是gmx msd 画的图，这个msd更是整体在减少，不明白这是怎么回事？
其实如果粒子在扩散过程中突然变得逆着原先扩散方向运动，倒是可以解释，但是这种情况有合理的解释吗，现实种真的存在吗？

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)