模拟水滴砸在金板上，低速下水滴会散开，且砸在金板上以后，水分子飞溅的太远

牧生

本模拟纯属觉得好玩，希望模拟日常情况下，看到的水滴在金属板上的情况。

放500个水分子的水滴在8000个原子的金板上方，gro文件中，前半截为金板，后半截为液体，对液滴的速度设置如下
……
7999AU      AU 7999   8.131   1.695   7.898
8000AU      AU 8000   8.131   1.902   7.691
8001SOL     OW 8001   4.365   8.551   4.362  0.0000 -0.1000  0.0000
8001SOL    HW1 8002   4.345   8.544   4.264  0.0000 -0.1000  0.0000
8001SOL    HW2 8003   4.431   8.476   4.378  0.0000 -0.1000  0.0000
8002SOL     OW 8004   3.885   7.455   4.935  0.0000 -0.1000  0.0000
……


第一个模拟：设置Y轴的速度为-10 m/s，然后跑一下孤立体系的MD，得到的轨迹如下动图，水滴还没滴到金板上，就已经开始散了。一旦水滴撞到金板，迅速飞溅到很远的地方。




第二个模拟：与第一个模拟完全一样，但是速度为-100 m/s，得到的轨迹如下图，水保持为水滴的状态，没有散开。撞击到金板后，液体飞溅，金板也发生形变。





md_nopbc.mdp的内容如下

1. define =
   
2. integrator = md
   
3. dt         = 0.002   ; ps
   
4. nsteps     = 10000
   
5. comm-grps  = system
   
6. ;comm-mode  = Angular
   
7. energygrps =
   
8. ;
   
9. nstxout = 10
   
10. nstvout = 10
    
11. nstfout = 10
    
12. nstlog  = 10
    
13. nstenergy = 10
    
14. nstxout-compressed = 10
    
15. compressed-x-grps  = system
    
16. ;
    
17. pbc = no
    
18. nstlist = 0
    
19. rlist = 0
    
20. cutoff-scheme = group
    
21. coulombtype   = cut-off
    
22. rcoulomb      = 0
    
23. vdwtype       = cut-off
    
24. rvdw          = 0
    
25. ;
    
26. Tcoupl  = V-rescale   ；为了模拟日常温度下的情况，所以加入温控
    
27. tau_t   = 0.2
    
28. tc_grps = system
    
29. ref_t   = 298.15
    
30. ;
    
31. gen_vel  = no
    
32. gen_temp = 298.15
    
33. gen_seed = -1
    
34. ;
    
35. freezegrps  =
    
36. freezedim   =
    
37. constraints = hbonds
    

复制代码

需要请教的地方：
1、我把水滴中的所有原子都设置了相同的速度参数，以期望这样是给整个水滴设置初速度，这样对不对？
2、经过数次的模拟发现，当水滴初速度设置过小（10 m/s或者低于10m/s），液滴在砸向金板的过程中，往往就容易散开，不能保持水滴的状态，这是为什么？初速度是一样，为什么在运动过程中，速度变了？
3、对于模拟空气中，孤立的液滴砸向金板，我的mdp文件中的参数有没有问题？
4、水滴砸在金板上以后，大部分水分子四处飞溅，且溅出的太远了，直觉上不太符合日常见到的现象，比如10 m/s的速度滴在金属板上，也不应该如此剧烈的飞溅。那是我模拟有什么问题吗？
5、gro文件中的格式，我觉得没有问题。但是经过模拟发现，两个速度下10m/s和100m/s，由于mdp文件中的参数都都是相同，10 m/s的那一组，应该是很慢才能看到撞击。但从模拟结束后的轨迹来看，却都是100 多ps后，就看到了水滴砸到金板上了，显然是不对的。

北大-陶豫

我的想法：
2）因为如果速度太小的话撞击所需的时间就长，容易看到飞溅的现象。
4）“四处飞溅，且溅出的太远了”只是微观上溅得很远。

sobereva

1 对

3 当前不应当设控温，应当NVE跑

牧生

非常感谢，用NVE已经得到了非常符合日常直觉的动态过程。
速度快的组，很快就砸到金板了，金板明显发生弹性变化，抖动，水分子四处飞溅。速度慢的，只能看到液滴缓缓向金板移动，且砸到金板后，水分子飞溅不明显。而且无论速度快慢的组，水滴都不提前散开。

nianbin

牧生 发表于 2023-6-15 08:56
非常感谢，用NVE已经得到了非常符合日常直觉的动态过程。
速度快的组，很快就砸到金板了，金板明 ...

贴上来呀

nianbin

另外这个速度是如何控制的，pull吗

牧生

nianbin 发表于 2023-6-15 09:25
另外这个速度是如何控制的，pull吗

看第一楼红字部分，以及md_nopbc.mdp的内容。

自行微微修改一下即可。

QuantumicGuy

感觉挺好玩的。之前看到一篇液滴在表面纳米锥结构上融合的文章，分享上来：ACS Appl. Nano Mater. 2022, 5, 1, 810–817

hdhxx123

QuantumicGuy 发表于 2023-6-15 09:42
感觉挺好玩的。之前看到一篇液滴在表面纳米锥结构上融合的文章，分享上来：ACS Appl. Nano Mater. 2022, 5, ...

在文献检索上有困难，我在google scholar上搜ACS Appl. Nano Mater. 2022, 5, 1, 810–817，并没有直接对应到Self-Propelled Nanodroplet Jumping Enhanced by Nanocone Arrays: Implications for Self-Cleaning and Anti-Icing Surfaces这篇文章且第一页内都未出现(https://scholar.google.com.hk/sc ... %2C+810%E2%80%93817)，在google里面搜索后跳转到ACS界面https://pubs.acs.org/toc/aanmf6/5/1再检索到810-817；
如此方式实在低效，所以总会有“为什么在网络上分享文章不贴doi”的困惑

QuantumicGuy

hdhxx123 发表于 2023-6-15 13:19
在文献检索上有困难，我在google scholar上搜ACS Appl. Nano Mater. 2022, 5, 1, 810–817，并没有直接对 ...

大意了，下次直接放链接

hdhxx123

QuantumicGuy 发表于 2023-6-15 16:36
大意了，下次直接放链接

学到了，镜像不行

牧生

hdhxx123 发表于 2023-6-15 18:10
学到了，镜像不行

我也试过了好多次，google学术(无论镜像与否)，bing学术均不能轻松搜到这一篇。但是google搜索可以。

hdhxx123

牧生 发表于 2023-6-16 06:55
我也试过了好多次，google学术(无论镜像与否)，bing学术均不能轻松搜到这一篇。但是google搜索可以。

真玄幻。。。下次默认用google搜，谷歌学术检索文章用起来很奇怪

Layman

牧生 发表于 2023-6-15 08:56
非常感谢，用NVE已经得到了非常符合日常直觉的动态过程。
速度快的组，很快就砸到金板了，金板明 ...

大佬，近期小白我在进行您这个方面的模拟，很多地方设置没有头绪，能分享一下您的文件，参考一下吗？

牧生

http://sobereva.com/153     根据这个博文的操作，建立一个金板，保存为pdb，如果金的参数抄这个博文，那么就得要统一用gromos力场。
然后按照博文http://sobereva.com/473/用packmol随便建立一个球形的水。保存为pdb

把金板和水球用VMD打开，拖动金板或者水球放在合适的位置。

然后就是常规的MD操作，能量极小化以后，把得到的gro改改，就是按照1楼红色字体，给水加上初速度，负值表示速度的方向，然后NVE跑一下就行了。

如果想模拟这个，可能得要用低版本的gromacs哦，建议2019.6