计算化学公社

标题: Gromacs可以模拟计算硝酸钠硝酸钾类熔盐体系的热物理性质吗？ [打印本页]

作者
Author: peixing 时间: 2022-4-29 22:38
标题: Gromacs可以模拟计算硝酸钠硝酸钾类熔盐体系的热物理性质吗？
老师好：
我做的方向为熔盐热物理性质模拟计算，导师让用Gromacs模拟计算硝酸钠、硝酸钾类硝酸盐的二元至多元盐体系的密度、熔点、粘度、热导率等物性。在文献看到研究者都用的是Lammps,想求问一下Gromacs可是实现熔盐物性的计算吗？如果可以有没有详细的操作手册呢？
多谢回复

作者
Author: sobereva 时间: 2022-4-30 07:42
你看文献里模拟这些体系常用、被普遍接受的参数是哪来的，形式是否是GROMACS能支持的，如果能支持，就能弄到GROMACS里面用。GROMACS支持的势函数形式在手册里都说了。原理上GROMACS支持的形式对于模拟这类体系没什么问题。

具体GROMACS怎么用于算这些体系不是几句话能说明白的。只能告诉你硝酸根之类阴离子的拓扑文件可以用sobtop（http://sobereva.com/soft/Sobtop）构建，文献里的参数也都可以往sobtop的力场文件里添加，参考网页里二氧化硅的例子中添加参数的过程。
如果是基本没有GROMACS基础知识的话，应当从头系统性好好学学，免得鼓捣很久也不得要领还可能犯低级错误。可以考虑购买北京科音分子动力学与GROMACS培训班（http://www.keinsci.com/workshop/KGMX_content.html）的往届资料或参加下一届。

作者
Author: peixing 时间: 2022-5-2 16:26

sobereva 发表于 2022-4-30 07:42
你看文献里模拟这些体系常用、被普遍接受的参数是哪来的，形式是否是GROMACS能支持的，如果能支持，就能弄 ...

老师您好，模拟硝酸盐一般用什么力场呢？

作者
Author: sobereva 时间: 2022-5-3 11:35

peixing 发表于 2022-5-2 16:26
老师您好，模拟硝酸盐一般用什么力场呢？

可以尝试GAFF结合RESP2电荷，这对于溶液下的模拟也完全没问题
但对于熔盐的情况，如果去搜文献，可能能搜到更适合的参数

作者
Author: peixing 时间: 2022-5-4 16:23

sobereva 发表于 2022-5-3 11:35
可以尝试GAFF结合RESP2电荷，这对于溶液下的模拟也完全没问题
但对于熔盐的情况，如果去搜文献，可能能 ...

   老师您好，我用GAFF+RESP模拟了NaNO3-KNO3-Ca(NO3)2三元熔盐体系，RESP电荷采用0.78的修正因子，粒子数设置为Na:K:Ca:NO3=100：540：360：1360，计算423.15K密度误差8%,粘度2%,523.15K密度误差9.16%,粘度6%；粒子数整体放大一倍，423.15K下密度误差8.2%,粘度27.7%。
   这个误差正常吗？Gromacs模拟熔盐体系的熔点也是通过计算温度-扩散系数数据来判别吗？
   可以计算热导率和生成焓吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2022-5-5 09:07

peixing 发表于 2022-5-4 16:23
老师您好，我用GAFF+RESP模拟了NaNO3-KNO3-Ca(NO3)2三元熔盐体系，RESP电荷采用0.78的修正因子，粒 ...

密度属于比较容易模拟准确的量，当前偏得太大
可以尝试调节NO3的原子电荷。LJ参数也可能有优化的余地。建议多看看熔盐方面的模拟文章，自然就有感觉了

可以靠这个判别

参数合理的情况下可以

作者
Author: peixing 时间: 2022-5-5 09:51
本帖最后由 peixing 于 2022-5-5 17:28 编辑

sobereva 发表于 2022-5-5 09:07
密度属于比较容易模拟准确的量，当前偏得太大
可以尝试调节NO3的原子电荷。LJ参数也可能有优化的余地。 ...

老师您好，我给NO3和其他阳离子的原电荷分别乘了0.77、0.78、0.79、0.8系数，并使每个粒子的电荷和为系数值.密度和粘度分别如图片所示，标为黄色，密度偏差为8.5~7%标为绿色，粘度偏差3~50%。密度和粘度值都随电荷系数增大而增大，目前最优系数是0.78,就是密度8%，粘度3%。我曾用0.9的系数计算密度偏差0.7%,但粘度就偏差的离谱了，所以是不是存在当密度偏差小粘度就会偏差大或粘度偏差小密度大的情况存在呢？
LJ参数该怎么优化呢？有一篇用lammps采用LJ势函数模拟计算太阳盐（NaNO3-KNO3）的文章，说明LJ势是可用的，但我目前不知道怎么调节LJ参数。
熔盐方面的文章都是基于ｌａｍｍｐｓ的，与ｇｒｏｍａｃｓ相通吗？
模拟熔点没有别的办法了吗？怎么计算热导率和生成焓呢，计算这两个性质需要调节什么参数？
谢谢老师！

作者
Author: get-it 时间: 2022-5-5 18:50
熔点是很难算的。直接加热固体会得到过热态，熔点会被高估。
相关方法可以看这篇的introduction: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.91.033310

作者
Author: sobereva 时间: 2022-5-5 19:39

peixing 发表于 2022-5-5 09:51
老师您好，我给NO3和其他阳离子的原电荷分别乘了0.77、0.78、0.79、0.8系数，并使每个粒子的电荷和为 ...

既然文献里都有参数，就直接拿过来用
若是gmx支持的势函数形式，拿什么程序跑原理上都一样
LJ参数的优化是个非线性优化问题，比较折腾，可以参考比如OPC水模型原文的例子
熔点相对比较简单的模拟方法是8L提到的那篇文章里introduction部分的Two-phases approach

作者
Author: peixing 时间: 2022-5-5 20:04

sobereva 发表于 2022-5-5 19:39
既然文献里都有参数，就直接拿过来用
若是gmx支持的势函数形式，拿什么程序跑原理上都一样
LJ参数的优 ...

老师，文献中的LJ参数如图所示，跟我用的形式不太一样，我用的是amber生成的拓扑文件，怎么修改呢？
热导率和生成焓该用什么具体的指令来计算呢？在科音的培训里没有发现相关内容。
谢谢老师！

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