新建一个3D Atomistic.xsd文件,命名为H2O,点击
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新建水分子结构。
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图1 水分子构建
构建AC模型步骤如下图所示,单击选择Modules中的Amorphous Call,Calculation;计算精度Quality选择 Ultra-fine ;填写密度;选择水分子,分子数为1000(注意:模型的长宽高要大于25Å),运行Run,如下图所示,显示正在运行,运行完成,构建成功。
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图2 AC盒子的构建步骤
3. 选择运行模块Forcitefield
新建立一个3D Atomistic.xsd,复制一个H2O模型,将新建立的模型改名为H2O.xsd文件,粘贴复制的H2O模型。点击选择Forcite,Calculation,弹出Forcite Calculation ,选择Energy 中Forcitefield中的COMPASSII,点击旁边的More,取消默认的两个勾选,单击面板中的两个Calculate,确保模型中所有的原子具有正确的力场,可以点击一个原子,在信息栏里查看力场是否正确建立。如H的力场是h1o,然后将Charges 改为Use current,运算精度可以为Ultra-fine(根据自己电脑配置和需要选择)。然后进行结构优化,点击Setup,选择Geometry Optimization,接着点击Job Control,选择运行的核心数。最后运行,运行结束进行下一步。
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图3 Forcite 力场构建及结构优化的步骤
4. 动力学计算
选择生成的H2O.xsd文件,进行动力学计算。点击More,选择Ensemble中NPT,Pressure改为0.0001,Time step为1; Total simulation time 为500;关闭Forcite Dynamics,点击运行。运行完成,再次选择More,选择Ensemble中NVT,Pressure改为0.0001,Time step为1; Total simulation time 为1000;点击运行。运行完成。
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图4 动力学步骤
5. RDF计算
单机鼠标右键,选择Display Style,选择Lattice中Style 中In-Cell,将所有的原子放在一个盒子里。Alt+单击H原子,点击Edit 中的 Edit Sets,New,记为H,同样的方式 编辑得到O。选择xtd轨迹文件,点击Modules,Forcite,Analysis,选择Radial distribution function,Sets中分别选择O和H,计算O和H之间的RDF。其中 Cutoff小于盒子最小边长的1/2。
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总结: 首先建立分子的模型,其次构建AC盒子,重点需要设置好分子的计算模块,选择合适的力场模型。然后分别进行结构优化,动力学分析。最后选定模块中分析中的RDF功能,计算可得到RDF计算结果就是分子间H-H、H-O、O-O的径向分布函数。O-O 径向分布函数在0. 275 nm处出现最高峰值,表示由于氢键相互作用下中心水分子与最近邻水分子间氧氧距离;O-H 径向分布函数在0. 175 nm 和0. 325 nm 处均出现峰值,这分别是有氢键作用和无氢键作用的O-H 距离;H-H 径向分布函数在0. 245 nm处出现峰值。
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