L3 · 22 دقيقة
التكامل العددي
لماذا 2 fs وليس 5 fs.
أهداف التعلّم
- فهم لماذا الخطوة الزمنية في MD الذري النمطي نحو 1–2 fs لا 5 fs دون قيود أو تعديل كتل.
- ربط خطأ المكامل (Verlet ونحوه) بحفظ الطاقة واكتشاف المحاكاة الفاسدة.
نيوتن لا يُحلّ إلا تقريباً
المكامل يأخذ مواضع وسرعات وقوى ويُقدّم الزمن Δt. أسرع حركة في نظام ذري مع هيدروجين صريح هي اهتزازات X–H، بفترات على مقياس عشرات الفيمتوثانية. قاعدة تعليمية: Δt يجب أن يبقى جزءاً صغيراً من أسرع دورة. لذلك 1 fs شائع بلا قيود، و2 fs شائع مع LINCS/SHAKE على روابط الهيدروجين. 5 fs في حقل ذري قياسي بلا معالجة خاصة غالباً غير مشروع.
كيف تكتشف خطوة أكبر من اللازم
- انجراف طاقة conserving في NVE.
- انفجار إحداثيات أو LINCS warnings متكررة.
- اهتزازات هندسية غير فيزيائية في الروابط.
لماذا؟ — لماذا 2 fs وليس 5 fs في معظم بروتوكولات الإنتاج الذرية؟
حتى مع تقييد X–H، تبقى زوايا وحركات أسرع من أن تُلتقط بـ 5 fs بأمان في كثير من الحقول. بعض الطرائق (hydrogen mass repartitioning) تسمح بخطوات أكبر بوعي. نسخ Δt من تدوينة دون قراءة قيود النظام نسخ خطر.
ماذا لو؟ — ماذا لو رفعتَ Δt إلى 5 fs لتوفير وقت العنقود دون تقييد هيدروجين؟
أخطاء تكامل تتراكم، قد تنهار الجزيئات أو تسخن درجات حرية زائفة. أي RMSD أو MM/PBSA لاحق مبني على فيزياء مكامل مكسور. التوفير وهم.
تمرين
اذكر شرطين يجب أن يكونا صحيحين قبل أن تستخدم Δt = 2 fs كخيار افتراضي.
مواضيع مرتبطة