vasp的分子动力学模拟

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系综选择的基本原则为:

1. 微正则系综能够简单的求得近独立,全同,定域粒子系统,并且每个粒子只能有两个不同的可能状态,例如简单的铁磁,顺磁模型

2. 微正则系综难求的系统,可用正则系综求解

3. 当微正则和正则系综均难求时,可用巨正则系综求解

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系综(ensemble):在一定的宏观条件下,大量性质和结构完全相同的、处于各种运动状态的、各自独立的系统的集合。全称为统计系综。 系综是用统计方法描述热力学系统的统计规律性时引入的一个基本概念;系综是统计理论的一种表述方式。 目录

系综的性质

研究对象 常用的三个系综

原理 编辑本段系综的性质

系综是假想的概念,并不是真实的客观实体。真正的实体是组成系综的一个个系统,这些系统具有完 全相同的力学性质。 每个系统的微观状态可能相同,也可能不同,但是处于平衡状态时,系综的平均值应该是确定的。编辑本段研究对象

研究气体热运动性质和规律的早期统计理论是气体动理论。统计物理学的研究对象和研究方法与气体动理论有许多共同之处,为了避免气体动理论研究中的困难,它不是以分子而是以由大量分子组成的整个热力学系统为统计的个体。系综理论使统计物理成为普遍的微观统计理论。编辑本段常用的三个系综

J.W. 吉布斯把整个系统作为统计的个体 ,提出研究大量系统构成的系综在相宇中的分布,克服了气体动理论的困难,建立了统计物理。在平衡态统计理论中,对于能量和粒子数固定的孤立系统,采用微正则系综(NVE);对于可以和大热源交换能量但粒子数固定的系统,采用正则系综(NVT);对于可以和大热源交换能量和粒子的系统,采用巨正则系综(mVT)。这是三种常用的系综,各系综在相宇中的分布密度函数均已得出。量子统计与经典统计的研究对象和研究方法相同,在量子统计中系综概念仍然适用。区别在于量子统计认为微观粒子的运动遵循量子力学规律而不是经典力学规律,微观运动状态具有不连续性,需用量子态而不是相宇来描述 。编辑本段原理

系统的一种可能的运动状态,可用相宇中的一个相点表示,随着时间的推移,系统的运动状态改变了,相应的相点在相宇中运动,描绘出一条轨迹,由大量系统构成的系综则可表为相宇中大量相点的集合,随着时间的推移,各个相点分别沿各自的轨迹运动,类似于流体的流动。 若系统具有s个自由度,则相宇是以s个广义坐标p(详写为p、p2……ps)

和s个广义动量q(详写为q1、q2……qs)为直角坐标构成的2s维空间。在相宇内任一点(p,q)附近单位相体积元内的相点数目D(p,q,t)称为密度函数。D(p,q,t)在整个相宇的积分等于全部相点数,即等于系综所包含的全部系统数N,与时间t无关。定义ρ(p,q,t)=D(p,q,t)/N,称为系综的概率密度函数。ρ(p,q,t)dp dq表示在t时刻出现在(p,q)点附近相体积元dp dq内的相点数在全部相点数中所占的比值,即表示任一系统在t时刻其运动状态处于(p,q)附近的相体积元dp dq内的概率。显然 ,概率密度函数ρ(p,q,t)满足归一化条件∫ρ(p,q,t)dpdq=1。 统计物理学的认为系统的任意宏观量I(t)是相应微观量L(p,q)在一定宏观条件下对系统一切可能的微观运动状态的统计平均值,即I(t)=∫L(p,q)ρ(p,q,t)dp dq。由此可见,经典统计物理的基本课题是确定各种条件下系综的概率密度函数ρ(p,q,t),ρ确定后,即可对相应的热力学系统的宏观性质作出统计描述。这就是统计系综的方法。 ρ(p,q,t)的具体形式与系统所处的宏观状态有关。如果系统处于平衡态,则ρ=ρ(p,q)不显含时间t,在平衡态的系综理论中,由能量、体积和粒子数都固定的系统构成的统计系综称为微正则系综;由与温度恒定的大热源接触,具有确定粒子数和体积的系统构成的统计系综称为正则系综;由与温度恒定的大热源和化学势恒定的大粒子源接触,具有确定体积的系统构成的统计系综称为巨正则系综;由与温度恒定的大热源接触并通过无摩擦的活塞与恒压强源接触,具有确定粒子数的系统构成的统计系综称为等温等压系综。上述各种统计系综都有各自的概率密度函数。在微正则系综中,系统处于所有可能的微观状态上的概率都相等,即概率密度是不随时间改变的常数,这就是等概率原理。等概率原理是平衡态统计物理的基本假设,它的正确性由它的推论与实际相符而得到肯定。由微正则系统可以推导出其它系综的概率分布函数的形式。 微正则系综是由许多具有相同能量,粒子数,体积的体系的集合。它是统计力学系综的一种。其配分函数Ω是在能量E_0上的能态密度。微正则系综是个简并度下的正则系综,正则系

综可以被分开进入子系综,每个子系综被对应到可能的能量值且自身为另一些微正则系综。

[ Last edited by Gina88 on 2011-8-3 at 15:46 ]

uuv2010(金币+2): 多谢分享 2011-08-12 18:22:13

这是一个例子,也许对你有提示作用

#------INCAR------

IBRION = 0 # 分子动力学 ISTART = 0 # from scratch

IALGO = 48 # 如果发现自恰不收敛的情况可换成 38。

NSW = 5000 # 时间步长,一般在 500 步左右就能达到平衡,但要想充分的话,最好 3000 以上。

NBLOCK = 1; KBLOCK = 50 # 每个 NBLOCK 步数后,对关联函数和 DOS 会被计算,然后离子位置信息写

到相应的 XDATCAR。在 KBLOCK*NBLOCK 步数后,对关联函数和 DOS 会被写到 PCDAT 和 DOSCAR。

ISYM = 0 # 取消对称性。

SMASS = -3 # -3 NVE ensemble, -1 模拟退火. >0 NVT ensemble

POTIM = 2.0 # 时间步长。一般 1 到 3. 这个最好跑一下 NVE 系综,看一下总能是否守恒。

ISMEAR = -1; SIGMA = 0.1 # -1 是电子费米达拉克占据,主要用来处理电子含温。 LREAL = A

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