攫取聚乙炔链

本教程演示了如何设置a 分子动力学 用越来越多的拉伸单元电池计算,以研究小聚合物链模型的机械性能。 在模拟期间,链中的菌株缓慢增加,直到CIS-聚乙炔的初始双键连续地转换成其反式配置。 之后,甚至更大的菌株使聚合物链以捕捉,立即将应力降低到零。 然后用小型蟒蛇脚本收集在MD模拟期间计算的应力张量分量,并绘制以证明链的分子结构的不同变化。

../_images/preview29.png.

第1步:启动GUI

我们将从GUI设置MD模拟。或者,您可以下载此 PolyStressStrain.run.

开始amsjobs.
SCM→新输入
切换到 雷克夫: adfpanel. Reaxffpanel.

第2步:导入结构和设置

我们首先设置分子动力学模拟的主要计算选项。

在里面 菜单栏, 文件→导入坐标......
在里面 主板, 选择 力场:→Cho.ff
../_images/snapping_main_1.png.

接下来,设置分子动力学选项:

点击 更多 旁边 分子动力学
作为 步数, 进入 850000
作为 检查点频率 进入 50000
../_images/snapping_md_1.png.

模拟应在恒定温度下运行,因此我们添加了一个恒温器:

点击 更多 旁边 恒温器 and add a Thermostat
选择 NHC.
作为 温度, 进入 300.15 K
作为 阻尼常数, 进入 100.0 fs
../_images/snapping_tromistat_1.png.

接下来,我们必须设置变形,以便在仿真过程中拉伸链。

选择 型号→MD变形,并添加变形
设置第二个字段 长度速度 0.000020 A/fs.
../_images/snapping_deform_1.png.

最后,我们需要计算压力张量

属性→梯度,压力张量 Check stress tensor.
../_images/snapping_properties_1.png.

第3步:运行计算

设置所有计算选项后,我们现在准备开始运行

在里面 菜单栏, 选择 文件→保存 并进入 PolyStressStrain
在里面 菜单栏, 选择 文件→运行
切换到 Amsmovie 点击 Scmmenu. →电影 在应变下看聚合物变化
../_images/snapping_movie_1.png.

第4步:评估结果

完成完成后,可以从二进制结果文件中提取应力 - 应变曲线 在使用Python脚本的帮助下使用 pl library.

脚本叫做 stress_strain_curve.py 可以从命令行运行:

$AMSBIN/amspython stress_strain_curve.py PolyStressStrain

请务必正确匹配作业名称。

The stress-strain curve is written to a file called stress-strain-curve.csv:

# strain_x, strain_y, strain_z, stress_xx, stress_yy, stress_zz
0.0000 0.0000 0.0000 -0.000002123540 0.000041449314 -0.000000198040
0.0000 0.0026 0.0000 0.000001083810 0.000039450993 0.000000882455
0.0000 0.0053 0.0000 -0.000006368834 0.000040380759 0.000000145990
0.0000 0.0079 0.0000 0.000000862343 0.000039169395 0.000001048778
0.0000 0.0105 0.0000 0.000000339014 0.000050208909 -0.000000796209
0.0000 0.0132 0.0000 0.000000671946 0.000050569092 0.000001392349
0.0000 0.0158 0.0000 0.000009834386 0.000061383368 0.000003143092
0.0000 0.0184 0.0000 0.000000607648 0.000053138974 0.000005960118
0.0000 0.0211 0.0000 -0.000005062346 0.000046333020 0.000000554734

The resulting stress/strain curve can then be plotted as stress_yy (column 5) against strain_y (column 2) with any plotting software, e.g. matplotlib:

../_images/curve.png

您可以下载示例脚本 plot_stress.py, which can be run with amspython to generate an image called stress-curve.png.

注意应力/应变图中的不同段。 这些段中的第一个开始对应于在反式构造中具有越来越多的双键的聚合物链。 在将最后一键转化后,所得反式聚乙炔链显示出不同的机械性能,从而导致应力/应变图的不同斜率。 在一定的菌株时,链扣,立即将应力降低到零,因为超出该点的周期性聚合物链已经变成了分子实体。