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为什么在分子动力学模拟中不允许更大的时间步长?
你好,
我试图理解为什么MD模拟崩溃，如果更大的时间步长(~100秒)应用于整合运动方程。我知道在求解F = ma和得到平衡解的过程中有两件重要的事情。一是积分算法的精度，二是积分算法的数值稳定性。
例如，我不应该使用任何时间步长(dt)大于高频热振荡的时间周期。如果我使用，我将不得不牺牲准确性，我可能找不到真正的平衡。另一方面，数值格式的稳定性，如MD中使用的verlet算法，取决于局部误差传播，并与问题类型、系统频率和仿真dt有关。
我尝试使用更大的dt，即使在非常低的温度下(~ 1k)，仍然发现MD模拟立即崩溃。我认为使用较大的dt会产生错误的结果，而不是终止模拟本身。
我相信使用更大的dt会在下一步中使一些原子对彼此非常接近(或重叠)，导致极其巨大的排斥力的积累，最终导致模拟崩溃。
我想知道是否有任何方法可以在MD模拟中处理更大的dt ?换句话说，我在理解MD模拟时遗漏了什么?请建议。
-Ashfaq Adnan，普渡大学AAE学院博士生
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评论
额外的能量
每一个大的时间步长(比如~100fs)都会给系统带来一些额外的能量。积累的能量将很快终止模拟本身。
回复:额外的能量
你好,
我不太明白为什么大的时间步长会带来一些额外的能量。这个额外能量的来源是什么?它将如何因为选择更大的时间步长而增加系统能量(=特定系综中特定原子系统的总自由能)?如果你能澄清这一点，我会非常感激。
真诚地,
阿什法克Adnan
航空航天学院博士生
普渡大学，西拉斐特，印第安纳47907
在你的模拟环境中进行测试吗
您可以在模拟中进行测试，以打印出每一步的总能量。
让我知道结果，我们可以看看是什么引起了麻烦。