求问：lammps可以做第一性原理分子动力学吗？

战泽天

各位老师好：最近因课题需要，要学习分子动力学，了解到分子动力学又可以分为经典动力学和第一性原理分子动力学（ab initio molecular dynamics)，大概知道经典动力学的外部势场是采用经验参数，而第一性原理分子动力学则是采用第一性原理计算得到，这两者除此之外还有分别吗？他们的试用范围分别又是什么呢？请了解的老师不吝解答。另外lammps可以进行第一性原理分子动力学计算吗？

wxhwbh

主要差别在于计算量。AIMD较为准确（前提是计算方法合适），但计算量一般较大，适合不太大的团簇分子。基于分子力学的分子动力学用的力场是拟合出来的，虽然不十分精确但计算速度快，适合很大的体系（比如蛋白，或者含显示溶剂模型的体系）。看你计算的体系有多大。
做动力学的目的也不一样，比如可能是想获得统计性质，那么除了MD外还可以用蒙特卡罗等方法。如果是动力学性质（比如各种光谱都需要计算关联函数）那确实需要动力学模拟。还有其他的一些特殊的动力学，比如非绝热动力学要考虑不同电子态，都有多种方法处理。
我没用过Lammps，期待有熟悉的站友解答。

sobereva

不能

更常见的名字是从头算动力学（ab initio molecular dynamics, AIMD）


BOMD形式的从头算动力学和经典力场的动力学关键差异在于能量、受力的计算方法，前者基于量子力学方法，后者基于经典力学方法。至于控温、控压、动力学方程积分等等模拟技术方面没有显著差异。

通常来说，涉及到激发态、多个电子态、化学反应的动力学过程才可能有必要用AIMD。但也分具体情况，不能一概而论。

战泽天

wxhwbh 发表于 2020-7-4 10:15
主要差别在于计算量。AIMD较为准确（前提是计算方法合适），但计算量一般较大，适合不太大的团簇分子。基于 ...

谢谢您的详细解答

战泽天

sobereva 发表于 2020-7-4 10:15
不能

更常见的名字是从头算动力学（ab initio molecular dynamics, AIMD）

谢谢sob老师，解答了我的困惑

真夏骑士

lammps也可以做AIMD，让NWCHEM、VASP或其它量化程序计算能量。
https://lammps.sandia.gov/doc/Howto_client_server.html

战泽天

真夏骑士 发表于 2020-7-4 22:03
lammps也可以做AIMD，让NWCHEM、VASP或其它量化程序计算能量。
https://lammps.sandia.gov/doc/Howto_clie ...

谢谢提供了一条新思路，请问您这样试过吗？对计算速度会不会有影响呢？

snljty

sobereva 发表于 2020-7-4 10:15
不能

更常见的名字是从头算动力学（ab initio molecular dynamics, AIMD）

老师好，请问可以求一下能做半经验级别MD的软件列表么，谢谢您！

sobereva

snljty 发表于 2020-7-10 21:04
老师好，请问可以求一下能做半经验级别MD的软件列表么，谢谢您！

xtb、DFTB+、Gaussian、GAMESS-US、ORCA等

snljty

sobereva 发表于 2020-7-10 21:10
xtb、DFTB+、Gaussian、GAMESS-US、ORCA等

谢谢老师！

真夏骑士

战泽天 发表于 2020-7-10 15:57
谢谢提供了一条新思路，请问您这样试过吗？对计算速度会不会有影响呢？

我试过lammps与VASP连用。它是通过使VASP读取上一步波函数文件来实现计算的，效率并不高。如果没有特殊要求，CP2K可能更好

战泽天

真夏骑士 发表于 2020-7-11 13:38
我试过lammps与VASP连用。它是通过使VASP读取上一步波函数文件来实现计算的，效率并不高。如果没有特殊要 ...

好的，谢谢