5.2 水的初始装箱不等于液体
这些输入和起始模型为未执行的教学示例。原创配图为示意图,不是计算结果。使用前请验证版本相关语法、授权数据、数值收敛及科学模型。
5.2.1 模型、单位与来源记录
保持基组、赝势文件与程序版本可追溯。网格控制使用 Ry;常见能量与力输出使用 hartree 和 hartree/bohr。以各输出标题所示单位为准。
5.2.2 未执行输入与明确修改片段
按照下方说明确认每个片段的母计算与替换位置;片段不自动构成独立输入。保留空行与文件来源要求。
5.2.2.1 输入块 1
! Replace inline COORD with SUBSYS/TOPOLOGY
&TOPOLOGY
COORD_FILE_NAME water32.xyz
COORD_FILE_FORMAT XYZ
CONN_FILE_FORMAT OFF
&END TOPOLOGY
! SUBSYS/CELL
&CELL
ABC [angstrom] 9.86 9.86 9.86
PERIODIC XYZ
&END CELL
5.2.3 实作研究
参见上方输入块 1。
直觉。 在某密度下放入一批水分子只是初始构型,不是平衡液体。重叠及人为取向有序可能主导早期轨迹。应使用外部装箱工具或允许再分发的已知构型,并记录来源、分子数及单位。经典预平衡可以缓解坏接触,但切换到 DFT 等于更换哈密顿量,必须重新平衡。
输入与步骤。 对 32 个水、名义密度约 1 g/cm³,可用约 9.86 埃立方盒作为由几何与质量得到的起点,不是 DFT 预测的平衡体积。用实际存在的 96 原子 XYZ 文件替换 A 的内联坐标,采用 TOPOLOGY 读入,原子和静电均为 XYZ 周期。保留 H/O 的基组赝势。本课程不声称提供已平衡液体文件。先数清 32 O、64 H,检查分子内键长和周期镜像下最短分子间距离,再核算体积与质量是否对应名义密度。静态 DFT 出现极端力时先解决坏接触;必要时谨慎优化或采用有文档的准备流程,但优化结构不是液体。然后用案例 22 做保守的 NVT 平衡,依据温度、势能和结构平稳性确定弃去的过渡段,而非套用固定步数。
解释与限制。 小周期盒抑制长波涨落并限制结构和扩散统计。泛函及色散影响水结构与密度,在 NVT 强制实验密度不证明模型会预测该密度。独立初始构型往往比延长有偏轨迹更有价值。SCF 要在多个快照检查,不能只看第一帧。随机撒 H、O 原子不等于放置完整水分子;短 AIMD 可能无法消除晶格式装箱的有序,视觉无序也不等于统计平衡。
练习与图示。 提交成分、密度、最短距离、来源及平衡诊断的核查表,设计更大晶胞比较,不把教学盒称为生产级模型。