Cara memulai ab initio MD dari MD klasik

Saya menjalankan simulasi dinamika molekul air untuk tujuan pengujian. Kotaknya cukup kecil, jika Anda bertanya kepada seorang pria yang menjalankan MD klasik, dan relatif besar, jika Anda bertanya kepada seorang pria DFT: Saya memiliki 58 molekul air dalam kondisi batas periodik.

Untuk menghemat waktu CPU, saya mengoptimalkan sel saya dengan medan gaya klasik sebelum menjalankan ab initio MD. Saya menyeimbangkan sistem secara klasik pada 300K untuk 1 ns, kemudian mengambil snapshot terakhir dan menggunakannya sebagai input untuk ab initio MD. Ab ab initio MD saya adalah Born-Oppenheimer MD berbasis DFT reguler dengan basis gelombang pesawat dan potensi PAW (pseudo) (VASP adalah kode). Dalam simulasi initio klasik dan ab, saya menjaga suhu konstan pada 300K menggunakan termostat penskalaan kecepatan.

Saya mensurvei dua cara berbeda untuk membuat transisi antara klasik dan ab initio:

1. Ambil kecepatan awal dan posisi dari lintasan klasik dan impor sebagai konfigurasi awal untuk simulasi ab initio
2. Bekukan sistem ke suhu nol dengan mempertahankan posisi klasik, impor ke kode DFT, lalu dengan cepat (saya sedang melakukannya dalam 0,5 ps saat ini) memanaskan hingga 300K

Saya berharap bahwa kedua strategi akan menghasilkan energi rata-rata yang sama setelah periode ekuilibrium pendek (katakanlah 10 ps), terutama mengingat bahwa konfigurasi awal persis sama (posisi awal yang sama) kecuali untuk trik suhu yang disebutkan (kecepatan awal berbeda) . Ini bukan kasusnya. Gambar di bawah ini menunjukkan bahwa simulasi di mana sistem dibekukan dan kemudian dipanaskan dengan cepat menemukan wilayah energi sekitar 1 eV lebih rendah dalam energi daripada yang lain, di mana kecepatan di mana diimpor dari MD klasik.

Pertanyaan saya adalah:

1. apakah ini yang diharapkan;
2. adakah strategi sukses yang dikenal untuk mengoptimalkan transisi dari klasik ke ab initio MD;
3. dan bisakah Anda mengarahkan saya ke literatur terkait tentang masalah ini?

Edit:

Saya telah menjalankan beberapa tes lagi dan - dengan data terbatas yang saya miliki saat ini - tampaknya ini mungkin masalah khusus sistem. Sebuah tes dengan metanol, bukan air dalam kotak dengan ukuran yang sama menunjukkan bahwa dua skema kecepatan awal yang berbeda dengan cepat bertemu dengan energi rata-rata yang sama. Namun, konfigurasi klasik sangat dekat dengan kuantum dalam kasus metanol, yaitu energi pada t = 0 sangat dekat dengan energi rata-rata setelah konvergensi. Air adalah sistem yang terkenal sulit, jadi mungkin masalah ini lebih atau kurang spesifik air. Jika tidak ada jawaban yang ditambahkan, saya akan mencoba dan mempostingnya berdasarkan hasil saya setelah saya selesai dengan semua pengujian.

setelah periode keseimbangan pendek (katakanlah 10 ps)

1. Anda mengatakan pada diri sendiri bahwa periode re-equilibrasi 'singkat'. Sudahkah Anda mencoba menunggu lebih lama untuk melihat apakah kedua sistem yang diinisialisasi ulang bertemu , dan jika demikian pada tingkat apa?
2. Penyesuaian kecepatan adalah termostat yang sangat naif . Mungkin Anda bisa menggantinya dengan sesuatu yang lebih realistis? (Berendsen, Hidung-Hoover, dll.)
3. Jika Anda sama sekali khawatir tentang pengambilan sampel sistem 'besar', Anda dapat membuat prinsip ergodik dan komputasi paralel bekerja untuk Anda: Cicipi beberapa realisasi ulang yang diinisialisasi ulang dari ekor lintasan klasik Anda (mengambil snapshot dari sistem klasik yang diseimbangkan). . Kemudian Anda dapat menjalankan beberapa contoh kode kuantum Anda, masing-masing menggunakan konfigurasi ruang fase inisialisasi ulang yang berbeda, dan rata-rata hasilnya. Karena realisasi yang terpisah berevolusi secara independen satu sama lain, simulasi ini paralel secara memalukan .

Maaf saya tidak dapat menawarkan sumber otoritatif ...