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

[Masaru Matsugami]

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

[Nobuyuki MATUBAYASI]

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]

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]

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]

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回(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]

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]

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]

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]

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