エネルギー分布関数の計算と混合系での取り扱いについて

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Masaru Matsugami

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Jan 17, 2017, 12:06:14 AM1/17/17
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松林先生,皆様

御世話になります。松上@熊本高専です。
現在,Ermod 0.3.5を使用して,有機溶媒,イオン液体の系を計算しております。
ド素人な質問で大変恐縮ですが,いくつか質問させて下さい。
お忙しい中,大変申し訳ありません。

1. ρ, ρ0の計算方法についての確認(他のトピックスにありますが・・・)

先日のトピックスで以下のような回答がありましたが,

3. 論文において、rho, rho_0 の密度分布のエネルギー表示の関数が度々出力されていますが、y軸の密度の値は
engref.01, solnref.01 の2列目の値にenergy mesh で割ったものという理解であっているでしょうか?
「いいえ、密度ではなく、各binでの平均個数です。論文などで密度を見せていますが、
これは、engsln... engref...の3列目の値をbin幅で割ったものに対応します」

これで,J. Chem. Phys. 117, 3605-3616 (2002)の論文のFig.1に対応する縦軸になりますでしょうか?
さらに溶媒の数密度ρnで除する必要がありますでしょうか?
基礎的なことで申し訳ありませんが,教えて頂けたら助かります。

2. 無極性溶質(部分電荷0)のengref.XXついて
例えば,有機溶媒,イオン液体などに無極性溶質(今のところ環状分子を計算中)を挿入する場合,
engref.XXのヒストグラムが思ったより正の分布が小さく,0 kcal/molで急激な立ち上がりがあります。
J. Chem. Phys. 117, 3605-3616 (2002)のFig.1(a)のメタンのようなふるまい)
また,正の値が小さく,bin幅も細かくなっているので,ノイズが大きく見えます。
このような振る舞いは特に問題ないものなのでしょうか?(計算条件が悪い?)
挿入する際に,もう少し斥力が働きそうなきがしたもので質問させて頂きました。
※ファイルを添付しましたので,ご確認頂くと助かります。

3. 混合溶媒系でのエネルギー分布関数について
 1の質問に関連しているかもしれません・・・,
混合溶媒系では,engsln.XX, engref.XX中に各コンポーネントの各binでの平均個数が出力されると思いますが,
totalでエネルギー分布関数を書くときには,1の処理を行い,単純に足し合わせると良いでしょうか?

ご迷惑をおかけしますが,お時間があるときに教えて頂けたら助かります。
よろしくお願い申し上げます。

松上

engsln.01
engref.01

Nobuyuki MATUBAYASI

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Jan 17, 2017, 4:46:26 AM1/17/17
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松上さん

松林です


これで,J. Chem. Phys. 117, 3605-3616 (2002)の論文のFig.1に対応する縦軸になりますでしょうか?
> さらに溶媒の数密度ρnで除する必要がありますでしょうか?
この論文の fig 1では、溶媒の数密度ρnで除しています。
最近は、ρ(ε)をそのまま見せることが多いですが、
おそらくこの時は、g っぽい感じで考えていたのだと思います。

2. 無極性溶質(部分電荷0)のengref.XXついて
例えば,有機溶媒,イオン液体などに無極性溶質(今のところ環状分子を計算中)を挿入する場合,
engref.XXのヒストグラムが思ったより正の分布が小さく,0 kcal/molで急激な立ち上がりがあります。
J. Chem. Phys. 117, 3605-3616 (2002)のFig.1(a)のメタンのようなふるまい)
はい、部分電荷が0であれば、遠距離ではLJの-6項だけが効くので、ε値は必ずマイナスです。
 
また,正の値が小さく,bin幅も細かくなっているので,ノイズが大きく見えます。
このような振る舞いは特に問題ないものなのでしょうか?(計算条件が悪い?)
もしかしたら、メッシュ誤差が大きく出るかもしれませんが、計算の手続きとしてはOKです。
ε が0近傍で正というのが、部分電荷が0のとき滅多に起きないので、ノイズは大きいように見えます。
ただし、ρの値が小さいので、積分すれば、多分あまり効きません

3. 混合溶媒系でのエネルギー分布関数について
混合溶媒系では,engsln.XX, engref.XX中に各コンポーネントの各binでの平均個数が出力されると思いますが,
totalでエネルギー分布関数を書くときには,1の処理を行い,単純に足し合わせると良いでしょうか?
はい、そうです。
engsln.XXやengref.XXは、1列目がエネルギー座標、2列目が溶媒種、3列目がヒストグラムです。
1列目が同じものを、溶媒種の上を走って、ヒストグラムを足せばトータルです

Masaru Matsugami

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Jan 17, 2017, 5:18:25 AM1/17/17
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松林先生

松上です。
お忙しい中,ご回答頂き,誠にありがとうございます。
 
これで,J. Chem. Phys. 117, 3605-3616 (2002)の論文のFig.1に対応する縦軸になりますでしょうか?
> さらに溶媒の数密度ρnで除する必要がありますでしょうか?
この論文の fig 1では、溶媒の数密度ρnで除しています。
最近は、ρ(ε)をそのまま見せることが多いですが、
おそらくこの時は、g っぽい感じで考えていたのだと思います。

ρ(ε)をそのまま使って良いということで了解いたしました。
ご説明ありがとうございます。
 
2. 無極性溶質(部分電荷0)のengref.XXついて
例えば,有機溶媒,イオン液体などに無極性溶質(今のところ環状分子を計算中)を挿入する場合,
engref.XXのヒストグラムが思ったより正の分布が小さく,0 kcal/molで急激な立ち上がりがあります。
J. Chem. Phys. 117, 3605-3616 (2002)のFig.1(a)のメタンのようなふるまい)
はい、部分電荷が0であれば、遠距離ではLJの-6項だけが効くので、ε値は必ずマイナスです。

部分電荷0の振る舞いかと思い,溶質:エタノール(部分電荷0),溶媒:水でテストしてみましたが,
engref.XXに正の値が出ていたようなので混乱していました(再度,計算条件を確認してみます)。
それでは,おかしなデータではないということで良いでしょうか。
 
また,正の値が小さく,bin幅も細かくなっているので,ノイズが大きく見えます。
このような振る舞いは特に問題ないものなのでしょうか?(計算条件が悪い?)
もしかしたら、メッシュ誤差が大きく出るかもしれませんが、計算の手続きとしてはOKです。
ε が0近傍で正というのが、部分電荷が0のとき滅多に起きないので、ノイズは大きいように見えます。
ただし、ρの値が小さいので、積分すれば、多分あまり効きません

了解いたしました。
確かにframe数を上げたり,insortionの回数を上げてもmesh errorがあまり小さくなりませんでした。
多分あまり効かないということで安心しました。 
 
3. 混合溶媒系でのエネルギー分布関数について
混合溶媒系では,engsln.XX, engref.XX中に各コンポーネントの各binでの平均個数が出力されると思いますが,
totalでエネルギー分布関数を書くときには,1の処理を行い,単純に足し合わせると良いでしょうか?
はい、そうです。
engsln.XXやengref.XXは、1列目がエネルギー座標、2列目が溶媒種、3列目がヒストグラムです。
1列目が同じものを、溶媒種の上を走って、ヒストグラムを足せばトータルです

ありがとうございました。
縦軸の処理に自信がなかったので,大変助かりました。

お忙しい中,丁寧に説明して頂き,ありがとうございました。
今後ともよろしくお願い申し上げます。

松上

Nobuyuki MATUBAYASI

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Jan 17, 2017, 5:35:46 AM1/17/17
to ermod-users
松上さん

はい、部分電荷が0であれば、遠距離ではLJの-6項だけが効くので、ε値は必ずマイナスです。
この記述はmisleadingでした。
εが0近傍の値になるのは、遠距離にある時か または
近距離だけど、たまたま0になるときです。
遠距離の溶媒分子が沢山あるので、εの0近傍は大きく出ますが、
部分電荷が全部0の時は、「遠距離では」ε値は必ずマイナスということでした。
プラスの0近傍は、近距離であり得ますが、確率は低いので、今回のように、小さな分布になります

それでは,おかしなデータではないということで良いでしょうか。
上のように考えるとおかしくないと思います 

確かにframe数を上げたり,insortionの回数を上げてもmesh errorがあまり小さくなりませんでした。
多分あまり効かないということで安心しました。 
mesh errorが、結構大きいのですか?
もし、そうなら、ecdminを、負に小さくできる代わりに、ecd0binを小さくする必要があるかもしれません

Masaru MATSUGAMI

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Jan 17, 2017, 6:02:27 AM1/17/17
to ermod...@googlegroups.com

松林先生

 

なぜかgoogleアカウントにログインできなくなりました(汗)

こちらのアドレスで回答いたします。

 

部分電荷0の件,大変よく理解できました。

再度,ご説明頂き,ありがとうございました。

 

Mesh errorは,20000 frame = 20ns(1psサンプル)×1000(insortion)で以下のWarningが出ます。

 

Warning: mesh error is    1.157 kcal/mol and is larger than the recommended value of    0.100     kcal/mol

 

> もし、そうなら、ecdminを、負に小さくできる代わりに、ecd0binを小さくする必要があるかもしれません

 

とりあえず,値を変えて試してみたいと思います。

おすすめな値があるようでしたら教えて頂くとうれしいです。

 

よろしくお願いいたします。

 

松上

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Nobuyuki MATUBAYASI

unread,
Jan 17, 2017, 6:12:17 AM1/17/17
to ermod-users, mats...@kumamoto-nct.ac.jp
おすすめな値があるようでしたら教えて頂くとうれしいです。
この辺りは、僕も経験がありませんが、
ecdminは、とりあえず、-5 ぐらいで良いのでは?
そして、finfac = 2, ecd0bin = 2.0e-5, ecfmns =  -0.05 とかやってみてはどうでしょうか?

Masaru Matsugami

unread,
Jan 17, 2017, 6:17:36 AM1/17/17
to ermod-users, mats...@kumamoto-nct.ac.jp
松林先生

たびたびご返信頂き,ありがとうございました。
とりあえず,下記の値で再度計算してみます。
今後ともよろしくお願い申し上げます。

松上


2017年1月17日火曜日 20時12分17秒 UTC+9 Nobuyuki MATUBAYASI:

Nobuyuki MATUBAYASI

unread,
Jan 17, 2017, 6:19:42 AM1/17/17
to ermod-users, mats...@kumamoto-nct.ac.jp
適当な数字を書いたのみなので、色々と試してみて下さい。
ある時点で教えていただければ、ありがたいです。よろしくお願いします

Masaru Matsugami

unread,
Jan 17, 2017, 6:22:25 AM1/17/17
to ermod-users
松林先生

了解いたしました。
いくつか条件を変えて計算してみます。
適切な条件が分かりましたら,ご報告させて頂きます。
お忙しい中,お時間を頂き,ありがとうございました。

松上


2017年1月17日火曜日 20時19分42秒 UTC+9 Nobuyuki MATUBAYASI:
適当な数字を書いたのみなので、色々と試してみて下さい。
ある時点で教えていただければ、ありがたいです。よろしくお願いします
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