求助:利用MD计算水自扩散系数

ocbrother · 发表于 Post on 2020-12-6 18:30:15

各位老师，我想用MS计算25℃一个大气压下水的自扩散系数。但是结果一直大概是实验值的两倍左右。不知哪里出了问题。不知老师能否点拨一下。MD步骤如下1.COMPASS力场下结构优化建立的水分子模型，并利用AC模块建立300个水分子密度为1的模拟体系，
2.对体系进行结构优化，静电作用-EWALD,VDW选择atom based并且截断半径为盒子的一半，
3.NPT系综、298K、一个大气压下、v-rescale控温、Berendsen控压进行300ps MD模拟，参数选择同上，
4.密度平衡后对XTD文件进行MSD分析，利用EXCEL计算扩散系数。结果就是偏大。
谢谢各位

ocbrother · 发表于 Post on 2020-12-6 18:44:16

本帖最后由 ocbrother 于 2020-12-6 21:48 编辑

补充一下MSD分析：对XTD文件ctrl+A全选，设为set。然后再MSD分析，最后用EXCEL

sobereva · 发表于 Post on 2020-12-7 00:41:49

我从来不用M$干这种事情，细节不好说。但应当注意计算扩散系数对水模型的精度要求相当高，COMPASS这种力场算水的扩散系数本来就大概率没法算的靠谱，因为据我所知COMPASS没有为了能重现水的性质而特意优化参数。

算这类问题最佳选择是GROMACS，免费易用且速度极快，各种主流水模型都能用。诸如用OPC水模型算扩散系数，误差几乎可以忽略不计：

bobosiji · 发表于 Post on 2020-12-7 09:37:40

"VDW选择atom based并且截断半径为盒子的一半" 这里也许可以看看，尤其是截断半径一般应小于盒子的一半。文献有用compass算过水的扩散率么？

ocbrother · 发表于 Post on 2020-12-7 10:19:49

bobosiji 发表于 2020-12-7 09:37
"VDW选择atom based并且截断半径为盒子的一半" 这里也许可以看看，尤其是截断半径一般应小于盒子的一半。文 ...

VDW我设置为略小于盒子的一半，应该没问题。
文献里面用的也是COMPASS力场，算的还很准。
请问MS跑MD的时候，特别是像我这样全是水分子，该如何让氢键的作用也计算进去。我觉得有可能是氢键导致的。

ocbrother · 发表于 Post on 2020-12-7 10:28:55

sobereva 发表于 2020-12-7 00:41
我从来不用M$干这种事情，细节不好说。但应当注意计算扩散系数对水模型的精度要求相当高，COMPASS这种力场 ...

sob老师，我看到文献里面用的都是MS和COMPASS，算的结果和实验值很接近。我现在推测可能是没有计算氢键的作用，因为我看到输出文件的显示的氢键作用为0。想问问老师我该如何在MD里面把氢键也算进去

k64_cc · 发表于 Post on 2020-12-7 11:36:32

做个g(r)看一眼，我们先确认一下你体系构建的有没有问题。

sobereva · 发表于 Post on 2020-12-7 14:49:12

ocbrother 发表于 2020-12-7 10:28
sob老师，我看到文献里面用的都是MS和COMPASS，算的结果和实验值很接近。我现在推测可能是没有计算氢键的 ...

据我所知COMPASS没有专门对应氢键的作用项
一般力场里氢键都是靠原子电荷表现的静电作用体现的，TIP3P、OPC等主流水模型也一律是如此

bobosiji · 发表于 Post on 2020-12-7 16:25:52

ocbrother 发表于 2020-12-7 10:28
sob老师，我看到文献里面用的都是MS和COMPASS，算的结果和实验值很接近。我现在推测可能是没有计算氢键的 ...

文献有模拟细节的话，完全重复一下？

ocbrother · 发表于 Post on 2020-12-7 18:40:51

k64_cc 发表于 2020-12-7 11:36
做个g(r)看一眼，我们先确认一下你体系构建的有没有问题。

额请问我做RDF时sets 设哪些比较靠谱

ocbrother · 发表于 Post on 2020-12-7 18:42:10

bobosiji 发表于 2020-12-7 16:25
文献有模拟细节的话，完全重复一下？

嗯。在找有细节的文献。

k64_cc · 发表于 Post on 2020-12-8 12:35:37

本帖最后由 k64_cc 于 2020-12-8 12:40 编辑

ocbrother 发表于 2020-12-7 18:40
额请问我做RDF时sets 设哪些比较靠谱

随便……这玩意一般不可能做出差来。

对于水来说，RDF first peak高度和diffusion const是反比关系。而且RDF是平衡态性质，和thermostat与barostat关系不太大。如果你RDF没问题，那就是动力学过程的问题。如果RDF有问题，那就是体系问题。
控温和控压一定会影响到diffusion const的计算，你可以换thermostat对比一下。你要是真想做跟实验对照的MSD，可以在NVT/NPT下面做十几个不同的平衡态，然后跑0.5ns左右的NVE，算每个轨迹diffusion const的均值。NVE得用双精度，并检查energy drift。

ocbrother · 发表于 Post on 2020-12-9 18:58:17

k64_cc 发表于 2020-12-8 12:35
随便……这玩意一般不可能做出差来。

对于水来说，RDF first peak高度和diffusion const是反比关系。 ...

你好，抱歉拖了这么久。
我set设置的是氧原子和氢原子两个sets.
结果如下

k64_cc · 发表于 Post on 2020-12-9 21:43:48

ocbrother 发表于 2020-12-9 18:58
你好，抱歉拖了这么久。
我set设置的是氧原子和氢原子两个sets.
结果如下

麻烦给O-O g(r)，谢谢……

ocbrother · 发表于 Post on 2020-12-9 21:55:09

k64_cc 发表于 2020-12-9 21:43
麻烦给O-O g(r)，谢谢……

请问O-O是把同一个O的sets选两次吗。。。。

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