第一性原理平面波密度泛函計算軟件DS-PAW是Device Studio平臺下的一款使用C++開發(fā)的國產(chǎn)第一性原理密度泛函計算軟件，使用平面波作為基函數(shù)組，其贗勢是使用投影綴加平面波方法構造的。

DS-PAW能夠應用于不同場景，例如金屬、半導體、絕緣體、表面、磁性、非磁性和鋰電等；能夠精確預測材料的電子分布；能夠進行原子幾何結構優(yōu)化；能夠廣泛的應用于材料科學領域。????? ???

本期將給大家介紹DS-PAW aimd分子動力學模擬的內(nèi)容。

2.18.aimd分子動力學模擬

本節(jié)將以水分子體系為例，介紹在DS-PAW中如何進行分子動力學模擬計算。

2.18.1.H?O分子動力學模擬輸入文件

輸入文件包含參數(shù)文件aimd.in和結構文件structure.as，aimd.in如下：

aimd.in輸入?yún)?shù)介紹：

在分子動力學模擬計算中可以盡量保留sys.和cal.的參數(shù)到aimd.in中，之后設置分子動力學模擬計算特有的參數(shù)即可：

task: 本次計算為分子動力學計算，設置task為aimd；

aimd.ensemble: 表示分子動力學模擬時選用的系綜；

aimd.timeStep: 表示分子動力學模擬時的時間步長；

aimd.totalSteps: 表示分子動力學模擬的總步數(shù)；

aimd.iniTemp: 表示分子動力學模擬時的初始溫度；

structure.as文件參考如下：

2.18.2.run程序運行

準備好輸入文件之后，將aimd.in和structure.as文件上傳到服務器上運行，按照結構弛豫中介紹的方法執(zhí)行DS-PAW aimd.in。

2.18.3.analysis計算結果分析

根據(jù)上述的輸入文件，計算完成之后將會得到DS-PAW.log、aimd.json、paw_tmp/aimd.tmp這3個文件。

aimd.json: 分子動力學計算完成之后的json數(shù)據(jù)文件；此時模擬時間內(nèi)原子位置、體系能量和溫度等數(shù)據(jù)被保存在aimd.json中，具體的數(shù)據(jù)結構詳見數(shù)據(jù)結構解析部分；

paw_tmp/aimd.tmp: 分子動力學計算中的軌跡文件，默認aimd計算中每20個離子步記錄一次結構信息；

使用Device Studio可直接對aimd.json文件處理出圖，其操作步驟為：Simulator-->DS-PAW-->Analysis Plot，選擇aimd.json即可，可根據(jù)作圖要求自定義設置面板參數(shù)。

DS可以播放在模擬過程中分子的運動軌跡，截取其中一幀的結構圖如下圖所示：

另可使用python進行數(shù)據(jù)處理，將aimd.json轉(zhuǎn)為pdb文件，具體操作見輔助工具使用教程部分。

審核編輯：劉清