本文關(guān)鍵詞：NPT系綜下應(yīng)用ABEEM-7P水分子模型對(duì)水的動(dòng)力學(xué)模擬

  更多相關(guān)文章： ABEEM-7P 液態(tài)水 分子動(dòng)力學(xué)模擬 壓力弛豫時(shí)間 密度

【摘要】：應(yīng)用ABEEM-7P水分子模型,對(duì)包含216個(gè)和500個(gè)水分子的液態(tài)水體系,采用周期性邊界條件,在NVT和NPT系綜下,進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬。研究了不同的NVT、NPT系綜運(yùn)行時(shí)間;相同的溫度弛豫時(shí)間τT=0.01 ps,不同的壓力弛豫時(shí)間τP;不同水分子中,氧原子上的孤對(duì)電子與氫原子間的距離,小于何值時(shí)開(kāi)始形成氫鍵,對(duì)分子動(dòng)力學(xué)模擬的影響。通過(guò)分析,發(fā)現(xiàn)NVT系綜的運(yùn)行時(shí)間為500 ps時(shí),模擬的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)同實(shí)驗(yàn)值的偏差較小,且計(jì)算速度較快。當(dāng)τT=0.01 ps時(shí),τP較大或較小時(shí),動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的偏差較大。不同水分子中,O原子上的lp電子和H原子間的距離,在小于1.8?開(kāi)始形成氫鍵時(shí),此時(shí)模擬值優(yōu)于1.9~2.3?模擬值,且同實(shí)驗(yàn)值相比偏差較小。因此,對(duì)包含216個(gè)和500個(gè)水分子的液態(tài)水體系,進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬時(shí),τP選為0.05 ps~5 ps。不同水分子里,O原子上的lp電子和H原子間的距離,在小于1.8?時(shí)開(kāi)始形成氫鍵。應(yīng)用以上研究結(jié)果,分析了216和500個(gè)水分子,在260 K~310 K不同溫度范圍內(nèi),相同的τT不同的τP下,NPT系綜的一些動(dòng)力學(xué)性質(zhì),如密度、壓力、溫度和偶極矩等,以及這些性質(zhì)與溫度的依賴關(guān)系。分析結(jié)果顯示,216個(gè)水分子在τP=0.5 ps、500個(gè)水分子在τP=5.0 ps,密度隨溫度的變動(dòng)同實(shí)驗(yàn)值最接近。當(dāng)τP=0.05 ps和0.1 ps時(shí),216和500個(gè)水分子壓力平均值,同目標(biāo)壓力偏差較小且在1 atm附近變動(dòng)。隨著τP增大,偶極矩值逐漸增加,216個(gè)水分子大于500個(gè)水分子的偶極矩平均值。216個(gè)水分子的動(dòng)力學(xué)性質(zhì),整體要好于500個(gè)水分子的結(jié)果,原因待查。為進(jìn)一步體現(xiàn)ABEEM-7P浮動(dòng)電荷模型的優(yōu)勢(shì),我們?cè)贏MBER固定電荷力場(chǎng)下,進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬。分析了AMBER固定電荷力場(chǎng)下,包含216個(gè)和500個(gè)水分子的液態(tài)水體系的動(dòng)力學(xué)性質(zhì),并將結(jié)果同ABEEM-7P模型進(jìn)行對(duì)比。分析結(jié)果顯示,ABEEM-7P模型下,216和500個(gè)水分子的動(dòng)力性質(zhì),隨溫度的變化關(guān)系,尤其是密度隨溫度的變化,同實(shí)驗(yàn)值的變動(dòng)相似,明顯優(yōu)于AMBER力場(chǎng)的變化趨勢(shì)。以上研究,為以后深入精細(xì)地研究水分子體系提供參考。
【關(guān)鍵詞】：ABEEM-7P 液態(tài)水 分子動(dòng)力學(xué)模擬 壓力弛豫時(shí)間 密度
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O561
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-10
• 1 基礎(chǔ)理論10-19
• 1.1 分子力場(chǎng)10-13
• 1.1.1 分子力場(chǎng)概述10
• 1.1.2 分子力場(chǎng)中所有作用項(xiàng)的一般形式10-13
• 1.2 ABEEM-7P水分子模型13-15
• 1.2.1 ABEEM-7P水分子模型概述13-14
• 1.2.2 ABEEM-7P水分子模型總能量14-15
• 1.3 分子動(dòng)力學(xué)模擬15-19
• 1.3.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬原理簡(jiǎn)介15-16
• 1.3.2 周期性邊界條件16-17
• 1.3.3 截?cái)喟霃脚c最近鏡像17-19
• 2 ABEEM-7P模型下水分子的動(dòng)力學(xué)模擬19-39
• 2.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬細(xì)節(jié)19
• 2.2 不同條件對(duì)NPT系綜下水分子動(dòng)力學(xué)模擬性質(zhì)的影響19-31
• 2.2.1 不同NVT系綜運(yùn)行時(shí)間的影響19-20
• 2.2.2 不同壓力弛豫時(shí)間P? 的影響20-21
• 2.2.3 氧原子上孤對(duì)電子和氫原子開(kāi)始形成氫鍵距離的影響21-31
• 2.3 NPT系綜下不同溫度、模擬時(shí)間和壓力弛豫時(shí)間的動(dòng)力學(xué)模擬31-38
• 2.3.1 216個(gè)水分子的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化31-34
• 2.3.2 500個(gè)水分子的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化34-38
• 2.4 小結(jié)38-39
• 3 ABEEM力場(chǎng)和AMBER力場(chǎng)的比較39-46
• 3.1 216個(gè)水分子動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的比較39-41
• 3.2 500個(gè)水分子動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的比較41-44
• 3.3 小結(jié)44-46
• 結(jié)論46-47
• 參考文獻(xiàn)47-49
• 致謝49

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