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[GROMACS] CNT富集H2和N2的问题

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本帖最后由 夜夜衣 于 2020-6-22 09:58 编辑

各位老师,我再做一个富集的课题,使用gromacs nvt系综模拟 CNT (18,0    半径为1.25nm,长度为5.112nm) 和1000个H2或者N2在等温300K不同压强下的吸附(碳管固定),但是总是会出现异常吸附的情况, 主要是在低压的情况下 p=0.1Mpa-1Mpa,(正方体盒子的边长在34nm-16nm)之间, 异常情况就是 在低压下,碳管内部不应该吸附那么多分子,而模拟中却能吸附很多分子。经过测试,发现是 nstcomm  这个参数的问题,在氢气的体系,nstcomm = 默认的100, 正常(0.1MPa吸附较少分子,且吸附量随着压强增加而增加 如果nstcomm=5 管内能吸附特别多的分子,表明扩散很快;  但是N2的体系相反,nstcomm = 默认的100 吸附量异常多,并且50ns还没有平衡,nstcomm=5时就吸附不上分子了,实在是闹不明白是什么原因引起的这个现象,因为后期我要做两个气体混合的吸附模拟,所以想弄明白是什么原因导致的,轨迹也看不出比较明显的问题,下面是mdp文件,我能否通过尝试不同的nstcomm去找到一个适用于两个体系的值呢?我查询手册 nstcomm 是frequency for center of mass motion removal,这个会影响吸附吗,求各位老师解惑,万分感谢





; VARIOUS PREPROCESSING OPTIONS,
define                   =

; RUN CONTROL PARAMETERS
integrator               = md
tinit                    = 0
dt                       = 0.001
nsteps                   = 50000000
init_step                = 0
comm_mode                = Linear
nstcomm                  = 100 ()
comm-grps                =  system

; OUTPUT CONTROL OPTIONS
nstxout                  = 0
nstvout                  = 0
nstfout                  = 0
nstlog                   = 1000
nstcalcenergy            = -1
nstenergy                = 2000
nstxtcout                = 2000
xtc-precision            = 2000
xtc-grps                 =
energygrps               =  CNT NTR

; NEIGHBORSEARCHING PARAMETERS
cutoff-scheme            = Group
nstlist                  = 5
ns_type                  = grid
pbc                      = xyz
periodic_molecules       = no
;verlet-buffer-drift      = -1     
rlist                    = 1.2
rlistlong                = -1
nstcalclr                = -1


; OPTIONS FOR ELECTROSTATICS AND VDW
; Method for doing electrostatics
coulombtype              = cut-off
coulomb-modifier         = None
rcoulomb                 = 1.2
; Method for doing Van der Waals
vdw-type                 = cut-off
vdw-modifier             = None      
rvdw                     = 1.2
DispCorr                 = no
; Spacing for the PME/PPPM FFT grid
fourierspacing           = 0.16
; FFT grid size, when a value is 0 fourierspacing will be used
fourier_nx               = 0
fourier_ny               = 0
fourier_nz               = 0
; EWALD/PME/PPPM parameters
pme_order                = 4
ewald_rtol               = 1e-05
ewald_geometry           = 3d
epsilon_surface          = 0
optimize_fft             = no

; OPTIONS FOR WEAK COUPLING ALGORITHMS
; Temperature coupling  
tcoupl                   = V-rescale
nsttcouple               = -1
tc-grps                  = system
tau-t                    =  0.1
ref-t                    =  300
; Pressure coupling     
Pcoupl                   = no
Pcoupltype               = Isotropic
tau-p                    = 2.0
compressibility          = 4.5e-5
ref-p                    = 1.0
; Scaling of reference coordinates, No, All or COM
refcoord_scaling         = com

; GENERATE VELOCITIES FOR STARTUP RUN
gen-vel                  = yes
gen-temp                 = 300
gen-seed                 = 173529

; OPTIONS FOR BONDS   
constraints              = all-bonds
constraint-algorithm     = Lincs
continuation             = no
lincs-order              = 4
; Number of iterations in the final step of LINCS. 1 is fine for
; normal simulations, but use 2 to conserve energy in NVE runs.
; For energy minimization with constraints it should be 4 to 8.
lincs-iter               = 2   
lincs-warnangle          = 30

; ENERGY GROUP EXCLUSIONS
energygrp_excl           =  CNT CNT

; Non-equilibrium MD stuff
acc-grps                 =
accelerate               =
freezegrps               =  CNT
freezedim                =  Y  Y  Y
cos-acceleration         =
deform                   =







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发表于 Post on 2020-6-18 15:05:51 | 只看该作者 Only view this author
模拟气体吸附为啥用MD,而不是gcmc呢?
另外,你模拟的体系里有多少CNT,它们固定了么?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-18 15:13:04 | 只看该作者 Only view this author
bobosiji 发表于 2020-6-18 15:05
模拟气体吸附为啥用MD,而不是gcmc呢?
另外,你模拟的体系里有多少CNT,它们固定了么?

谢谢您的回复,gcmc不太熟悉,以前组里面用过md发表过硫化钼纳米管储氢和甲烷的课题,也对gromacs熟悉一些,所以就用了这个, 体系中的碳管时固定了的

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发表于 Post on 2020-6-18 15:28:01 | 只看该作者 Only view this author
我觉得comm应该不会产生这么大变化才对,我不是很确定但是我印象里comm会根据轨迹输出频率自动改变的
第二个我很好奇你用nvt要怎么控制压强?怎么说低压情况下会发生异常?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-18 16:11:07 | 只看该作者 Only view this author
cavalier 发表于 2020-6-18 15:28
我觉得comm应该不会产生这么大变化才对,我不是很确定但是我印象里comm会根据轨迹输出频率自动改变的
第二 ...

控制压强的通过固定分子数和问题 通过pv=nrt计算某个压强下的盒子体积,低压下出现异常就是 0.1Mpa下能吸附很多分子,但是已上升到0.5Mpa就只能吸附更少的分子,应该是随着压强越大吸附的越多

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发表于 Post on 2020-6-18 16:53:34 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 cavalier 于 2020-6-18 16:58 编辑
夜夜衣 发表于 2020-6-18 16:11
控制压强的通过固定分子数和问题 通过pv=nrt计算某个压强下的盒子体积,低压下出现异常就是 0.1Mpa下能吸 ...

水环境吗?其实我以前也做过一些,水环境下的氮气和管子的,确实一般来讲好像是压强高一点有利于吸附我是NPT做的,但是后来发现NPT里变温变压效果都不一定的,有时候吸附,有时候就是不吸附。后来我就觉得NPT不是很靠谱。
你这样调节压强,如果是水环境,我在想会不会导致低压下大量气体跑到真空去了,然后就不见得会吸附了。
我个人后来也改成NVT了,但是我物质的量是恒定的,我后来控制压强是通过体系两边各加一块板,给板一个恒力去压,这样达到体系衡压

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-6-18 17:15:50 | 只看该作者 Only view this author
cavalier 发表于 2020-6-18 16:53
水环境吗?其实我以前也做过一些,水环境下的氮气和管子的,确实一般来讲好像是压强高一点有利于吸附我是 ...

没有水环境 真空环境中

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发表于 Post on 2020-6-19 11:18:38 | 只看该作者 Only view this author
"设置nstcomm=10 完美的解决问题!!!!!" 什么原理?
nstcomm=5,100都不行,得10才可以,挺奇怪的

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