NEMD遇到了热流不稳定,温度梯度不够好,能量不守恒该怎么办?

系宗测试结果更新

1.对于不同的体系需要调整不同的系宗才能得到合适的热流和温度梯度。

NEMD常用的系宗如下

(1)NVT正则系宗

图一

(2)郎之万系宗

图二

(3)NVT和郎之万系宗结合

图三

实验模拟

模型材料,3个case,变量改变不同的势能函数,导致热导率值大概15,70,120

初始使用(3)系宗,导致热流(compute heat/flux)不温度。大概如下图

图四

图中没一个符号代表x,y,z的热流值随模拟步数的变化,可见热流值一直在跳动,正常的情况是沿着NEMD温度梯度的方向,热流值趋于恒定。

解决思路:

更改lammps系宗,改成(2)

热流结果正常,如下图

图五

沿着温度梯度方向的热流值趋于恒定。

新问题:

对于热导率较低的case,出现了热浴和冷浴能量不守恒的问题。具体描述如下

图六

出问题的case的能量变化

图七

正常case的能量变化

图八

解决思路:

|.修改fix langevin 的随机数(没效果)

||.更改fix langevin 的dumping parameters。 老师们推荐0.1ps, 100倍timestep。(效果较好)

|||.更改成系宗(1)并且使用0.1 dumping parameters(效果很好)

结论:

当大家在跑NEMD的时候遇到热流不稳定,温度梯度不好,能量不守恒的情况时候,可以尝试修改系宗,改变dumping parameters 来解决遇到的问题。

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