关于thermodynamic integration每次模拟使用的构型的问题

ZXW1993 · 发表于 Post on 2019-10-23 20:34:02

请问在使用thermodynamic integration方法进行自由能计算的时候，每次模拟使用的构型都是一样的吗？

Daniel_Arndt · 发表于 Post on 2019-10-24 06:54:12

最好说清楚什么情况，用的什么软件。

如果是用CP2K的thermodynamic integration算一些化学反应的话，每次模拟使用的构型肯定不一样。假设你是选定了一对原子间的距离，那么，你每次把距离调整0.1埃，得到的构型当然不同。

ZXW1993 · 发表于 Post on 2019-10-24 08:15:50

Daniel_Arndt 发表于 2019-10-24 06:54
最好说清楚什么情况，用的什么软件。

如果是用CP2K的thermodynamic integration算一些化学反应的话，每 ...

你好，谢谢您的回复，我用的是cp2k，您的意思是每次都自己手动调构型吗？

ZXW1993 · 发表于 Post on 2019-10-24 08:45:24

ZXW1993 发表于 2019-10-24 08:15
你好，谢谢您的回复，我用的是cp2k，您的意思是每次都自己手动调构型吗？

您好。我还有一个问题想向您请教一下。就是我用AIMD模拟了一个反应，在模拟之前使用了DFT方法对体系进行了优化，然后反应在2ps左右的模拟时间中发生，这样可以说这个反应是能垒很低的吗？

Daniel_Arndt · 发表于 Post on 2019-10-25 08:03:47

ZXW1993 发表于 2019-10-24 08:15
你好，谢谢您的回复，我用的是cp2k，您的意思是每次都自己手动调构型吗？

手动调没什么问题啊，对于算化学反应来说。

Daniel_Arndt · 发表于 Post on 2019-10-25 08:08:46

ZXW1993 发表于 2019-10-24 08:45
您好。我还有一个问题想向您请教一下。就是我用AIMD模拟了一个反应，在模拟之前使用了DFT方法对体系进行 ...

我不大清楚你具体怎么做AIMD的。我不知道你给每个原子设定的初始速度是怎么得到的，我也无法判断能否用你所说的时长判断能垒高低。

但是，你既然做thermodynamic integration没有问题的话，你选取一个合适的键长，用thermodynamic integration研究一下从反应物到产物，然后算一下PMF。算好后，你自然可以从得到的曲线中得出一个能垒的估计值，这个时候就可以比较可信地说能垒低不低了（前提是你计算的级别没什么问题）。

ZXW1993 · 发表于 Post on 2019-10-25 08:40:22

本帖最后由 ZXW1993 于 2019-10-25 08:41 编辑

Daniel_Arndt 发表于 2019-10-25 08:08
我不大清楚你具体怎么做AIMD的。我不知道你给每个原子设定的初始速度是怎么得到的，我也无法判断能否用你 ...

您好，谢谢您的回复，我使用cp2k做AIMD，使用了BLYP泛函和DZVP基组，模拟的步长是0.5fs，根据温度自动生成初始速度，在进行模拟之前使用BLYP/6-31+(d,p)进行了优化，反应大概在ps级别发生。这样可以进行判断吗？
我之所以纠结这个是因为我发现用我们课题组现在的计算资源进行thermodynamic integration耗时太大，使用的计算机器CPU是 E5-2687W v3 ，20个物理核心，120G内存，结果一天只能模拟300fs左右。所以就想看看能不能通过动力学过程对反应的快慢进行比较准确的描述

ZXW1993 · 发表于 Post on 2019-10-25 08:41:49

Daniel_Arndt 发表于 2019-10-25 08:03
手动调没什么问题啊，对于算化学反应来说。

好的，谢谢您的回复

李朋 · 发表于 Post on 2019-11-12 17:41:32

Daniel_Arndt 发表于 2019-10-25 08:03
手动调没什么问题啊，对于算化学反应来说。

如果不知道反应路径，该怎么样去设置中间态，从而达到模拟反应的情况？
在设置中间态之前，是不是应该通过某些模拟手段，把反应路径做出来？
反应路径只要知道了，那么中间选一些窗口，得到平均PMF，就可以积分得到Delta G.
所以对您说的，手动设置有一点疑惑，应该如何进行呢？

李朋 · 发表于 Post on 2019-11-12 17:42:41

ZXW1993 发表于 2019-10-24 08:45
您好。我还有一个问题想向您请教一下。就是我用AIMD模拟了一个反应，在模拟之前使用了DFT方法对体系进行 ...

这种判断一般没啥意义，虽然想着感觉是那么回事，本来也应该是那么回事。最好可以做一个模拟，应该可以看到很低的势垒。

ZXW1993 · 发表于 Post on 2019-11-13 09:37:22

李朋发表于 2019-11-12 17:42
这种判断一般没啥意义，虽然想着感觉是那么回事，本来也应该是那么回事。最好可以做一个模拟，应该可以看 ...

感谢您的回复，但是我用热力学积分的方法算了一下这个反应的能垒，发现能垒在8kcal左右，感觉和我想的不一样，现在不知道是不是我热力学积分的方法算错了还是本来这个反应就是有能垒的。（ps：我热力学积分使用的CV是反应成键和断键的键长之和）

ZXW1993 · 发表于 Post on 2019-11-13 09:43:43

李朋发表于 2019-11-12 17:41
如果不知道反应路径，该怎么样去设置中间态，从而达到模拟反应的情况？
在设置中间态之前，是不是应该通 ...

我看有文献是先用metadynamic跑出反应过程，然后再用热力学积分的方法计算能垒，感觉好像多此一举。。。
文献地址：https://www.pnas.org/content/pnas/115/28/7236.full.pdf

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[综合交流] 关于thermodynamic integration每次模拟使用的构型的问题

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