【摘 要】
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应用ABEEM-7P水分子模型,对包含216个和500个水分子的液态水体系,采用周期性边界条件,在NVT和NPT系综下,进行分子动力学模拟。研究了不同的NVT、NPT系综运行时间;相同的温度
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应用ABEEM-7P水分子模型,对包含216个和500个水分子的液态水体系,采用周期性边界条件,在NVT和NPT系综下,进行分子动力学模拟。研究了不同的NVT、NPT系综运行时间;相同的温度弛豫时间τT=0.01 ps,不同的压力弛豫时间τP;不同水分子中,氧原子上的孤对电子与氢原子间的距离,小于何值时开始形成氢键,对分子动力学模拟的影响。通过分析,发现NVT系综的运行时间为500 ps时,模拟的动力学性质同实验值的偏差较小,且计算速度较快。当τT=0.01 ps时,τP较大或较小时,动力学性质的偏差较大。不同水分子中,O原子上的lp电子和H原子间的距离,在小于1.8?开始形成氢键时,此时模拟值优于1.9~2.3?模拟值,且同实验值相比偏差较小。因此,对包含216个和500个水分子的液态水体系,进行动力学模拟时,τP选为0.05 ps~5 ps。不同水分子里,O原子上的lp电子和H原子间的距离,在小于1.8?时开始形成氢键。应用以上研究结果,分析了216和500个水分子,在260 K~310 K不同温度范围内,相同的τT不同的τP下,NPT系综的一些动力学性质,如密度、压力、温度和偶极矩等,以及这些性质与温度的依赖关系。分析结果显示,216个水分子在τP=0.5 ps、500个水分子在τP=5.0 ps,密度随温度的变动同实验值最接近。当τP=0.05 ps和0.1 ps时,216和500个水分子压力平均值,同目标压力偏差较小且在1 atm附近变动。随着τP增大,偶极矩值逐渐增加,216个水分子大于500个水分子的偶极矩平均值。216个水分子的动力学性质,整体要好于500个水分子的结果,原因待查。为进一步体现ABEEM-7P浮动电荷模型的优势,我们在AMBER固定电荷力场下,进行分子动力学模拟。分析了AMBER固定电荷力场下,包含216个和500个水分子的液态水体系的动力学性质,并将结果同ABEEM-7P模型进行对比。分析结果显示,ABEEM-7P模型下,216和500个水分子的动力性质,随温度的变化关系,尤其是密度随温度的变化,同实验值的变动相似,明显优于AMBER力场的变化趋势。以上研究,为以后深入精细地研究水分子体系提供参考。
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