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快速寻找近邻关系的计算方法

 在绝大多数的计算方法中,寻找近邻关系都是一个必要的环节。虽然不需要复杂的数学知识,但是如何做到高效寻找仍然是一个有趣的问题。其寻找效率对于分子动力学以及紧束缚方法而言均有比较大的影响。本文仅就这一问题作一个粗浅的探讨。

对于周期性保持得比较完好的晶体,特别是正交单胞的情况,可以利用MIC(minimum image convention)方法比较快地解决。考虑任意两个原子k和l,其间距约化为:
R(kl) = R(kl)-L*INT(R(kl)/L)。之后再和截断半径比较即得结果。如果基矢不正交,那么MIC应用起来会有失效的危险。一种可能的扩展方法是找出每个基矢在其他两个基矢所决定的平面法线上的投影,用它除截断半径,从而近似得出需要考虑的格点(边界处需要特别对待)。

谱项简介和表示方法

当某一原子由高能级Ei跃迁到低能级Ej上时,发射出与两能级之差相应的谱线,其波数等于(Ei/hc)-( Ej/hc)。(Ei/hc)和( Ej/hc)就是分别对应能级i和j的谱项。谱项就定义为Tn=( En/hc),所以可以认为谱项就对应能级,它是由于具有部分充满的外壳层的电子组态引起的。了解谱项对于电子光谱很重要,因为光谱就源自于电子在谱项之间的跃迁。原子的每一个谱项都与一个确定的能态相对应,而原子的能态可以用量子数L、S和J来描述[L是原子的总轨道角动量;S是原子的总自旋角动量;J是原子的总角动量],所以谱项也可以用量子数L、S和J来描述。

Visual Fortran 常见运行错误信息

  41 Insufficient virtual memory 虚拟内存不足
  70 Integer overflow 整数溢出错误
  71 Integer divide by zero 整数除0错误
  72 Floating overflow 浮点数溢出错误
  73 Floating divide by zero 浮点数除0错误
  74 Floating underflow 浮点数下溢错误
  75 Floating point exception 浮点数异常错误
  77 Subscript out of range 数组定义超出边界
  95 Floating-point conversion failed 浮点数格式转换失败
  146 Null pointer error 空指针错误
  147 Stack overflow 堆栈溢出

pgf90在内核为3.x的linux上编译遇到crtbegin问题的解决办法

我在Rehdat Fedora core 3时用pgf90编译VASP就遇到了找不到crtbegin.o这个文件。我从网上搜了一下,发现有这个的解决方法。
  先贴出来解决的办法:
  1、cd TeX Embedding failed!PGI是你的pgi安装在那个目录,比如你安装在/usr/pgi,则$PGI=/usr/pgi)
  2、more localrc
  则会看到GCCDIR和GCCINC没有设置。
  3、将localrc这个文件的有些东西进行改动(则是针对我的机器Fodera core 3):
  set LFC=-lg2c;
  set LDSO=/lib/ld-linux.so.2;
  set GCCDIR=/usr/lib/gcc-lib/i386-redhat-linux/3.3.4;

结合自由能的计算

一:自由能计算简介
   基于结构的药物设计方法有多种多样,包括分子对接、数据库搜索以及从头设计等等,但是它们最终往往都面临一个同样的问题就是药物分子活性的评价。许多药物和其它生物分子的活性都是通过与受体大分子之间的相互作用表现出来的,所以受体和配体之间结合自由能(binding afinity)评价是基于结构的计算机辅助药物分子设计的核心问题。精确的自由能预测方法能够大大提高药物设计的效率。在过去的20年中,随着受体一配体相互作用的理论研究以及计算机辅助药物分子设计方法的快速发展,自由能预测方法的研究受到了越来越多的关注。
   在配体(包括药物)和受体的相互作用过程中,牵涉到两类相互作用,即非键相互作用和共价相互作用。非键相互作用包括静电相互作用、范德华相互作用以及氢键相互作用等等,这些相互作用都可以通过力场计算进行比较简单的表达;而共价相互作用则牵涉到化学键的断裂和生成,需要用量子力学的方法进行考察。在药物分子和受体的相互作用时,一般只牵涉到非键相互作用.而共价相互作用只存在少数体系中。根据热力学原理,结合自由能和结合常数K,存在定量的关系:ΔG=RTLnK
   自由能的计算方法主要可以分为三类:第一类方法包括自由能微扰(Free Energy

紧束缚方法(TB)的基本介绍

在计算物理中,紧束缚方法(Tight Binding Method)是一类很重要的模拟方法。相比较于目前流行的各种量子化学及能带论计算软件,因为在构建Hamiltonian矩阵需要一定数量的参数,因此在应用中受到很大的限制,同时精确度也不及前一类方法。但因为TB方法不需要自洽的迭代构造Hamiltonian矩阵,因此计算速度很高,可以计算较大的体系,同时保证结论在定性上可靠(在成熟的参数条件下,定量上也非常准确)。此外,对于刚接触计算物理的研究人员而言,TB方法的解题思路非常明确,同时理论形式也非常简洁,因此适于作为入门级的实践方式,可以加深初学者对于本征方程求解、基组选择、倒空间、能带图的理解。另外近年来这种方法本身也有一些值得人们注意的发展。这也是我在这篇文章中选择TB作为介绍对象的主要原因。
   TB方法的理论基础是固体物理中的Bloch定理。借助于这个定理,我们可以将宏观晶体体系的1023原子轨道用几个或几十个Bloch轨道等价的表现出来:
  Σ(Ri)exp(ikRin(r-R)。

被教科书忽略的几种特殊Brillouin Zone

在目前流行的众多固体物理教科书中,关于Wigner-Seitz晶胞讲得很笼统,有很多具体例子并没有涉及到,甚至会使读者产生误解。有一本书写得很好,有兴趣的可以参考:

C. J. Bradley and A. P. Cracknell, The mathematical theory of symmetry in solids: representation theory for point groups and space groups, Oxford, Clarendon Press, 1972.

以下是两个比较典型的问题。

1. Brillouin Zone未必选用Wigner-Seitz晶胞

对于三斜晶系和单斜晶系,它们的Wigner-Seitz晶胞形状比较复杂,例如对一般的三斜晶系,Wigner-Seitz晶胞是不规则十四面体 (见图1.a)。因此Bradley和Cracknell建议,这类晶系的Brillouin Zone不用Wigner-Seitz晶胞,而是用初基晶胞(需要把坐标原点放在体心位置,见图1.b)。

详细说明,参见书的92页。Brillouin Zone图和特殊点见96-97页的图3.2,3.3,和3.4。也可以参考这篇文章:
C. J. Bradley and A. P. Cracknell, Some comments on the theory of space-group representations: I, J. Phys. C: Solid State Phys., 3(3), 610-618, 1970.

推广到二维(平面群和层群)情况:可以把3D体系投影到2D平面上,三斜晶系和部分单斜晶系对应于2D的斜方晶系。它们的初基晶胞为平行四边 形,Wigner-Seitz晶胞是一个不规则六边形(见图2。图中虚线部分是Wigner-Seitz晶胞,实线部分是四个初基晶胞)。即然二者面积相 同,且具有相同的对称操作,那么显然用初基晶胞作为Brillouin Zone更方便(需要把初基晶胞的中心移到原点)。

BZBZ

MS晶体建模基本方法

软件名称: 
Materials Studio

第一种情况: 从程序自带的各种晶体及有机模型中导入体系的晶胞

1. 打开MS,由file>import>structures>metals\>pure-metals>Fe导入Fe的晶胞。

2. build>Surfaces>cleave Surfaces打开对话框.

    在对话框中输入要建立的晶面(hkl),选择position,其中depth控制晶面层数。

Materials Studio

作者或出品公司: 
Accelrys
最新版本: 
2017
评分: 
5

Materials StudioMaterials Studio

Materials Studio专门为材料科学模拟所设计,能方便的建立3D分子模型,深入分析有机、无机晶体、无定形材料以及聚合物,可以在催化剂、聚合物、固体化学、结 晶学、晶粉衍射以及材料特性等材料科学研究领域进行性质预测、聚合物建模和X射线衍射模拟,操作灵活方便,并且最大限度地运用网络资源。

在GaussView中建立自己的模型面板

软件名称: 
GaussView

GaussView3.x版本中有五個模型面板(見下圖),分別是元素模型、環結構模型、R基模型、生物分子模型和自定義模型。

 

GaussViewGaussView
點擊上圖所示的每個模型的按鈕,就會彈出一個模型面板(見下圖),上面列出各種GaussView自帶的模型,點擊某個模型,你就能在窗口中添加該分子片斷。

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