۱۰۹.۴۷
۱.۰۰۰
SPC/E
۰.۱۵
-۱.۰۴
۰.۵۲
۰
۷۸.۰
۳.۱۵۴
۱۰۴.۵۲
۰.۹۵۷۲
TIP4P
در تهیه فایل CONFIG، مختصات اولیه اتمهای اکسیژن در سلول واحد هیدارت sI برای مدل SPC/E از روی اطلاعات ساختار بلوری اشعه ایکس استخراج گردید و موقعیت اولیه اتمهای هیدروژن با آب حول اتمهای اکسیژن مطابق با قانون یخ که به طور همزمان مهمان دو قطبی را به حداقل میرسانند، انتخاب شدند. مطابق با قانون یخ، هر اتم اکسیژن آب در یخ با آرایش چهاروجهی با دیگر اتمهای اکسیژن احاطه شده است، بین هر جفت اکسیژن فقط یک اتم هیدروژن قرار دارد و اتمهای هیدروژن به صورت هر جفت اکسیژن فقط یک اتم هیدروژن قرار دارد و اتمهای هیدروژن به صورتهای مختلف و بینظم در شبکه هیدرات آرایش یافتهاند. در مدلTIP4P موقعیت ابتدائی اتمهای اکسیژن همانند مدل SPC/E است و موقعیتهای اولیه سه جایگاه دیگر ( دو اتم هیدروژن و جایگاه اضافی M) از مختصات اولیه اتمهای مدل SPC/E، با توجه به شکل (۴-۶) به روش زیر بهدست میآیند.
ابتدا نیمساز هر آب SPC/E ایجاد می شود. جایگاه اضافی M با جرم صفر روی نیمساز قرار میگیرند. با آگاهی از نیمساز و موقعیت اتمهای اکسیژن و M، مختصات اتمهای هیدروژن در مدل TIP4P پیدا می شود.
شکل (۴- ۶) پیدا کردن موقعیت سه جایگاه مدلTIP4P از مختصات اولیه اتمهای مدل SPC/E [60]
برای تهیه این فایل، مختصات درونی هر یک از مهمانها و بارها جزئی نقطهای با بهره گرفتن از CHELPG [۶۷]، به کمک نرمافزار گوسین (G09) درسطح نظری B3LYP و مجموعه پایه ۶-۳۱G(2df/p)، بهینه شدند. کد گوسین به طور خودکار مختصات اتمهای مولکول را براساس دستگاه مختصاتی که مبدأ آن مرکز جرم مولکول و محور Z آن درجهت محور تقارنی است که کمترین مهمان اینرسی را دارد، بهدست میدهد. به دلیل اینکه در هر قفس یک مولکول مهمان قرار گرفته است مختصات مرکز جرم مولکول مهمان به مختصات مرکز قفس منتقل می شود، مختصات اتمهای مهمان نسبت به مرکز جرم از محاسبات گوسین بهدست می آید.
در شکل (۴-۷) قسمتی از فایل CONFIG مورد استفاده در این شبیهسازیها که مربوط به هیدرات گازی sI هیدروژن سولفید با بهره گرفتن از مدل TIP4P آب است، نشان داده شده است.
۲.۸۹۳۰۸۰۰۰۰۰۰۰ ۰.۰۰۲۰۴۰۰۰۰۰۰۰ ۶.۱۰۵۸۴۰۰۰۰۰۰۰ HW
۲.۳۷۰۷۴۴۶۹۳۶۰۰ ۰.۰۲۷۶۳۲۴۰۳۶۰ ۶.۹۰۷۵۵۲۳۴۱۷۰۰ HW
۳.۴۱۶۴۱۵۱۱۹۷۰۰ ۰.۸۰۲۹۸۸۷۵۵۴۰۰ ۶.۱۳۴۷۰۶۳۴۷۱۰۰EW
۲.۸۹۳۲۰۷۹۸۸۲۰۰ ۰.۱۰۷۸۴۷۲۴۱۷۰۰ ۶.۲۱۲۱۶۴۰۹۴۲۰۰OW
۱.۳۴۴۳۶۰۰۰۰۰۰۰ ۰.۱۲۰۱۲۰۰۰۰۰۰۰ ۳.۷۵۰۷۲۰۰۰۰۰۰۰HW
۱.۸۷۵۲۲۱۴۴۴۳۰۰ ۰.۰۶۹۴۳۲۹۲۵۶۰۰ ۴.۵۴۵۶۰۹۱۵۵۶۰WH
۱.۶۰۳۸۲۱۴۲۶۶۰۰ ۰.۶۴۶۴۵۳۷۲۰۴۰۰ ۳.۲۳۹۵۶۸۰۴۴۵۰ ۰EW
۱.۴۴۵۵۳۰۸۶۳۸۰۰ ۰.۰۱۵۵۰۰۷۵۶۹۰۰ ۳.۷۸۷۰۴۱۷۸۵۳۰۰OW
۱.۳۷۲۸۰۰۰۰۰۰۰۰ ۰.۰۰۳۰۰۰۰۰۰۰۰۰ ۸.۳۵۹۲۰۰۰۰۰۰۰۰HW
۱.۶۵۴۳۸۶۱۴۰۷۰۰ ۰.۷۵۲۰۷۲۲۵۲۸۰۰ ۸.۸۸۴۳۹۶۹۴۱۸۰۰HW
۰.۴۱۸۲۴۴۶۳۴۰۰۰ ۰.۰۷۰۶۰۶۸۳۶۵۰۰ ۸.۳۳۷۱۷۲۹۴۲۶۰۰EW
شکل (۴- ۷) قسمتی از فایل CONFIG هیدرات گازی sIمدل TIP4P آب
۴-۴-۱-۲- فایل تعیین پارامترهای کنترل شبیهسازی (CONTROL)
در این فایل امکان تعریف، کنترل و تغییر شرایط شبیهسازی فراهم می شود. برخی از اطلاعاتی که در فایل CONTROL نوشته می شود عبارتند از دما و فشار، نوع مجموعه آماری به کار گرفته شده، تعداد کل گامهای زمانی، تعداد گامهای لازم برای رسیدن به تعادل، طول هر گام زمانی، شعاع پتانسیل، نوع الگوریتم شبیهسازی، همچنین دستور ساخت برخی فایلهای خروجی و میزان اطلاعاتی که در هر فایل باید نوشته شود در فایل CONTROL مشخص می شود.
یکی از پارامترهایی که در فایل کنترل وجود دارد دما میباشد، که برای تهیه این فایل از دماهای مختلف درمحدودهی ۳۰۰-۵۰ کلوین استفاده شده است. فشار bar 1 تعیین شده و مجموعه استفاده شده برای رسیدن به تعادل مجموعه هم دما – هم فشار (NPT) بوده است.
شبیهسازیهای NPT، در این تحقیق بازمان کل ۶۰۰ پیکوثانیه انجام شده است که ۲۰۰ پیکوثانیه اول مربوطه به زمان رسیدن به تعادل میباشد. مدت زمان هر گام زمانی برابر با یک فمتو ثانیه میباشد. برای ثابت نگه داشتن دما و فشار از ترموستات و باروستات نوزه- هوور استفاده شده است. شکل (۴-۸) فایل CONTROL مربوط هیدرات گازی sIنشان داده شده است.
temperature 100.00E+00
pressure (kbar) 0.001
# ensemble options
ensemble npt hoover 0.2 0.5
# simulation length and equilibration
steps 600000
equilibration 200000
scale 10
print 200
stack 1000
stats 1000
rdf 100
print rdf
timestep 1.0000E-03
cutoff 13.000E+00
rvdw #traj 5000 1000 1
