求助：用CP2K进行AIMD模拟液相体系，SCF收敛振荡怎么办？

海鸥 · 发表于 Post on 2023-12-26 16:48:14

Cell_0_05_KCl.inp (403.05 KB, 下载次数 Times of downloads: 6)

job.3745901.out (37.05 KB, 下载次数 Times of downloads: 2)

Cell_0_05_KCl.cif (609.9 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

老师，各位同学，我想请教一个问题；下面是我用CP2K进行AIMD的几何模型（cif结构见附件）；上下两侧是水溶液（密度为1g/cm3），中间是MoS2的薄膜；我在进行AIMD的NVT过程中，SCF收敛一直振荡（inp和out文件如上）；我想了两种可能：（1）老师在培训班上讲到NaCl熔盐性质的模拟时候，需要观测镜像后中心盒子和镜像盒子是否距离过近；上图我对一个方向进行了镜像，由于周期性体系，膜是连续的，水分子也是连接起来的，看起来距离比较近，不知是否会影响后续的SCF收敛（2）第二个示例是培训资料上的TiO2与水界面的模拟，和本体系比较类似（除了我的MoS2上有孔外），该示例并没有对其进行周期性显示查看是否距离过近。
【1】如果我在X Y Z方向把Cell尺寸变大一些； XY 方向会导致膜的位置出现断裂（或者说空白，连接不上）；同时边界处的水分子也连接不了；z方向应该没有问题；所以想请教老师这种情况应该如何解决？
【2】关于不能收敛的问题，我查阅文献，进行AIMD之前一般会用lammps进行传统的MD模拟，然后将得到的xyz文件作为AIMD初始结构；不知道是否这种方法对于促进收敛是否可行？

海鸥 · 发表于 Post on 2023-12-28 10:59:29

sobereva 发表于 2023-12-28 10:45
1 不管什么考量，都必须用能算得动的模型。根据当前MD一步的耗时乘上总步数就知道总耗时是天文数字
CP2K ...

好的！非常感谢老师！我去用gmx solvent试试，现阶段的模型的确会出现“The distance between the atoms ***
*** 257 and 548 is only 0.363 angstrom and thus smaller than the ***
*** threshold of 0.500 angstrom” 距离不合适的警告。

sobereva · 发表于 Post on 2023-12-28 10:45:30

海鸥发表于 2023-12-27 13:55
谢谢老师解答！
（1）老师，我当时选择厚水层的原因在于：我是先确定的膜的大小在30A*30A左右，中心有个 ...

1 不管什么考量，都必须用能算得动的模型。根据当前MD一步的耗时乘上总步数就知道总耗时是天文数字
CP2K做纯泛函的MD在一般计算条件下、常规可接受的耗时内，撑死了也就跑一千原子或稍微再多一点

2 不是什么解决不解决的问题。gmx solvate填充空白区域能填充得非常理想、密度和纯水高度吻合，而且水分子不会和镜像盒子出现严重位阻问题

海鸥 · 发表于 Post on 2023-12-27 13:55:51

本帖最后由海鸥于 2023-12-27 16:32 编辑

sobereva 发表于 2023-12-27 01:50
根本没必要用那么厚水层。当前7000个原子，纯泛函AIMD根本算不动，别跑了

靠gmx solvate加水，由于加的 ...

谢谢老师解答！
（1）老师，我当时选择厚水层的原因在于：我是先确定的膜的大小在30A*30A左右，中心有个10A直径的孔；然后再次基础上上下两侧添加的水分子和离子，根据浓度0.05M，离子和水的比例，以及密度，然后自动得到z方向的大小，大概70A；选择这个的另一种考量是：我想要基于这个算离子跨膜过孔的PMF，（具体见下面的链接，需要把离子牵引对对应的z位置，z方向盒子尺寸需要大于牵引距离的两倍，所以我z方向超过了60A）；这个我用lammps结合伞型采样已经实现，由于之前是基于一些经验势函数；所以现阶段想用AIMD，请教老师，是否cp2k也可以实现类似的需求，做限制性constrained AIMD模拟，是需要结合plumed和gromacs吗？
我之后用更小体系的跑一下
【GROMACS中伞型采样算法应用详解 http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=36490&fromuid=49063 (出处: 计算化学公社)】
老师，还想请教一个问题，这个条件下最大可以算多少原子体系呢？

（2）好的老师，现在水分子间应该是没有重叠的，就是由于周期性的原因，显示的时候边界会出现看起来孤立的O和H原子，gmx solvate 可以解决这个问题嘛，因为我之前没用过gromacs，如果可以的话，我去学一下

（3）好的老师，我当时是打算先NVT让体系稳定到298.15K，然后做NPT

sobereva · 发表于 Post on 2023-12-27 01:50:27

根本没必要用那么厚水层。当前7000个原子，纯泛函AIMD根本算不动，别跑了

靠gmx solvate加水，由于加的水很合理，就不会存在水和相邻镜像存在不合理接触问题。也完全没必要事先用其它程序做动力学

另外，最好做NPT（至少让Z方向盒子可变），免得初始密度不合理又无法自发调节

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