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系综的选择

本主题由 homeboy 于 2008-9-9 15:34 移动
引用:
原帖由 xubest 于 2008-9-6 15:15 发表
个人认为,因为我们不能达到thermodyanmic limit, 所以有些情况下不同ensemble得到的结果不一样,我把这种不同,统称为finite size effect
我相信,大家(即便具有不同的学科背景)对有限尺寸效应的理解应该是一致的。不过,我还是初次听说你这种定义   以后得留意一下。附加了一张图,只是想说明什么叫做有限尺寸效应。既然你知道热力学极限这个前提,怎么还能这样定义有限尺寸效应呢!?
引用:
原帖由 xubest 于 2008-9-6 15:15 发表
实际上,我也并不认为periodic boundary condiition的使用将finite size effect效应最小化了,当然还是依系统而定,有些系统就会因为PBC的存在,自己和自己的image发生作用,造成很多奇怪现象。
为了讨论问题的大众化,我们以长程库伦相互作用(Ewald summation technique)来说,在抽样过程中根本就不涉及(忽略)带电体和它自己的镜像(由于周期性边界条件所产生而非极化)相互作用。所以不存在你所说的“自己和自己的image发生作用,造成很多奇怪现象” :aa): 另外,至少在目前看来,P.B.C的使用确实使系统的有限尺寸效应最小化了(尽管是artifact)。其实你也可以利用其它的边界条件(比如说自由边界条件)与之进行比较。
引用:
原帖由 xubest 于2008-9-6 15:15 发表
当然这是因为box太小引起的,如果增加系统大小,这些现象就会改变,但是这种影响一直存在,只是不知道影响多少罢了。而到底在多大的box下面,这种影响可以忽略,似乎也并不容易决定。
如果真是你这种说法,大家做模拟根本就在play games:aa): :aa): simulation cell到底多大就可以忽略有限尺寸效应,可由下图看出。我在前面的帖子中其实已经提到过。

很高兴与你argue


PS: 你在国外,应该很明白,其实argue在讨论当中很普遍,实际上也就是讨论的代名词。我没有任何aggress你的意思 让你产生了误会,我很抱歉 ,楼下tutu提供了泰斗级人物K. Binder的一本书,你可以详细地去看一看,毕竟这个讨论已经超出了楼主的范围 其实我们以后讨论还是就事论事比较好,发散了不容易控制 而且有些问题牵涉到具体的研究方向,如果没有相关的背景,真是亵渎了讨论的内涵。

[ 本帖最后由 hotrock 于 2008-9-7 09:22 编辑 ]

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  • minminchen8 讨论指数 +2 Good comment 2008-9-6 21:24
繁忙之时要沉静 烦恼之时要超脱
事无不可对人言 人生处世须谦言

乐意结交论坛以缘相会、以心相交的朋友。

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关于finite size effect 在下面一书44-77页有祥细的论述
统计物理中的蒙特卡罗模拟方法,我们论坛有
http://www.mdbbs.org/viewthread.php?tid=1513&highlight=%CD%B3%BC%C6%CE%EF%C0%ED%D6%D0%B5%C4%C3%C9%CC%D8%BF%A8%C2%DE%C4%A3%C4%E2%B7%BD%B7%A8
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  • minminchen8 讨论指数 +1 Thanks for suggestion 2008-9-6 21:24

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回复 16楼 hotrock 的帖子

嗯。。。我对finite size effect得确没有系统深入的学习过,似乎也并没有多少argue的墨水 ,就当学习咨询了。但是我觉得至少我们在“为什么有的体系中需要要某些特定系综”持类似观点?主要是为了让系统ergodic,比如相变和很多生物体系用NPT 。只是我觉得如果可以模拟的系统可以到达thermodynamic limit,我的系统足够的大,自然就不存在用哪种系综问题,所以我自己想当然的把它称之为finite size effect。看来我的这个词的理解不正确,不知道它已经有了更精确的含义,为了继续进行讨论。。。姑且把我认为的,换个名字,称之为box effect?

图上finite size effect对内能的影响被量化了,我在想。。。是不是对每一个系统都适用?另外。。。不知道finite size effect对于NVT的Helmholtz free energy,NPT的Gibbs free energy中的entropy的影响有没有被量化? 没有argue 的意思,纯粹个人求知欲,想学习一下。个人觉得现在这么多人做模拟,没有多少人会真正double一下体系尺寸,看看finite size effect对结果有没有影响?一般都是遇到解释不了的问题了,又确认没有错误的地方,才会做这种工作,从这个角度来说,很多人的确是在play games。当然,既然 finite size effect可以被量化,我同意我们有办法不play games。

至于PBC我始终保持我的观点 。有的体系中,PBC的存在会产生很多人因素,产生奇怪的现象。归根到底是它引入了现实中并不存在周期性。比如说lipid bilayer很多地方有curvature,但是假如我只模拟其中一小块,那基本上就是平的,同时由于PBC的存在,实际上模拟的是一个无限长的没有任何curvature 的lipid bilayer。另外举个比较极端的例子,比如我有A,B两种particle。 所有A particle彻底聚合成一个大球,极端一点,大球直径就是box size,B particle都在8个角上,如果把聚合的particle看成一个整体的话,PBC的存在不可避免让大球自己跟自己的image作用,程序里自然没有自己和自己作用的程序,但是PBC 的存在会自然而然影响到这种情况。所以很多做micelle的,有一团团聚合的,会尝试几个box size看看PBC的影响。

当然,我并不是说PBC产生的问题没有办法解决,也许我们真的有各种各样的方法来解决,但是这些问题总归都是因为PBC而产生的。我也不是说因为PBC有问题我就不用PBC了, PBC依然要用,我只是说模拟技术并非完美。很多时候artificially的解决一个问题后,会引起另外的意想不到的问题。

另外个人觉得argue这个词太aggressive。Discussion 比较好。

[ 本帖最后由 xubest 于 2008-9-7 02:45 编辑 ]
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  • minminchen8 讨论指数 +2 Good comment 2008-9-7 09:11

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Arguement和discussion都无所谓了,权威也要建立在广泛认可的基础上,不然就权作参考。
Diffusion属于非平衡动力学,当然应该用NVE系综或者说微正则系综处理,这点可以参见Allen & Tildesley的书。
至于为什么有人用NVT或者NPT做,我没找到原因的出处,希望楼下能提供。
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  • minminchen8 讨论指数 +1 Thanks for suggestion 2008-9-8 09:03
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Diffusion系数的计算只需要保持系统的平移不变性就可以了,也就是说系统动量要守恒,比如NVT下,朗之万热浴就不能做,但DPD就可以计算。

[ 本帖最后由 redream 于 2008-9-8 08:31 编辑 ]
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  • minminchen8 讨论指数 +1 Thanks for suggestion 2008-9-8 09:03
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Homeboy的“Diffusion属于非平衡动力学,当然应该用NVE系综或者说微正则系综处理,这点可以参见Allen & Tildesley的书。”
存在系综(NVE等)已经说明其模拟是在平衡态下的,缘何说“Diffusion 属于非平衡态动力学,当然应该用NVE系综或者说微正则系综处理”呢?
顺便请问一下,NVE系综是通过什么方法控制的?

[ 本帖最后由 honghuzlj 于 2008-9-8 09:39 编辑 ]

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回复 21楼 honghuzlj 的帖子

NVE无需控制,动势能转换E守恒,牛顿力学方程包含在内

我们对于非平衡态的模拟可以说是达到了稳态【不一定满足各台历经】,平衡和非平衡的关键在于体系内有没有能量流在

[ 本帖最后由 redream 于 2008-9-8 11:31 编辑 ]
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  • minminchen8 讨论指数 +1 Thanks for suggestion 2008-9-8 18:04
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在NVT下做diffusion,可能要注意,
选择T-coupling的时间,一般要选得要大些,
比如用Berendsen, 用0.5
Nose-Hoover:2.5
用一弱耦合到一个温度值来计算diffusion,应该问题不大。
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  • minminchen8 讨论指数 +1 Thanks for suggestion 2008-9-8 18:04

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不好意思,上面单位是ps

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个人认为
一般情况下使用 ensemble确实有时有很大的 effect,但是,就像你使用GGA,LDA potential一样,有区别,但不会相背
个人一直做amorphous
一直要S-L-S transition,以及Diffusion coefficient的计算
个人比较支持上面TUTU的观点
我一直那用方法,也确实在几篇重量级的nature中所用了NPT计算Diffusion coefficient
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  • minminchen8 讨论指数 +1 Thanks for suggestion 2008-9-9 14:03

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引用:
原帖由 tutu 于 2008-9-8 04:55 PM 发表
在NVT下做diffusion,可能要注意,
选择T-coupling的时间,一般要选得要大些,
比如用Berendsen, 用0.5
Nose-Hoover:2.5
用一弱耦合到一个温度值来计算diffusion,应该问题不大。
你的T-coupling什么意思,再LAMMPS中有个t_damp

  The Tdamp parameter is specified intime units and determines how rapidly the temperature is relaxed.  Forexample, a value of 100.0 means to relax the temperature in a timespanof (roughly) 100 time units

不知道是不是同一个意思
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  • minminchen8 讨论指数 +1 Thanks for suggestion 2008-9-9 14:04
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T-coupling
是指温度耦合,每一种耦合温度的方法,一般都会有一个耦合参数。
比如最简单的Berendsen方法,它是对粒子速度进行scaling,那么就会有多少时间做一次scaling问,这就是耦合的时间参数,不同软件对这个参数的设定可能不同,但其原理可以查看它的原始文献和软件manual.
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  • fatcharm 讨论指数 +1 Thanks for suggestion 2008-9-9 19:03

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