适用于多种替代盒几何的 OrthoBoXY 方法

Johanna Busch; Dietmar Paschek

doi:10.1039/D3CP04916G

适用于多种替代盒几何的 OrthoBoXY 方法

软凝聚态物质 2023-12-08 v2 统计力学

作者: Johanna Busch , Dietmar Paschek

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摘要

我们在近期工作 [J. Phys. Chem. B 127, 7983-7987 (2023)] 中已表明,对于基于正交周期性边界条件、且具有“神奇”盒长比 $L_z/L_x\!=\!L_z/L_y\!=\!2.7933596497$ 的各向同性流体分子动力学(MD)模拟,计算得到的 $x$ 和 $y$ 方向自扩散系数 $D_x$ 和 $D_y$ 与系统尺寸无关。因此它们代表真实自扩散系数 $D_0\!=\!(D_x+D_y)/2$ ,而剪切黏度可由 $x$ 、 $y$ 和 $z$ 方向扩散系数利用表达式 $\eta\!=\!k_\mathrm{B}T\cdot 8.1711245653/[3\pi L_z(D_{x}+D_{y}-2D_z)]$ 确定。此处我们给出该“OrthoBoXY”方法的更通用版本,可应用于任意正交 MD 盒。我们欲测试是否可通过采用更近似立方形、但具有不同盒长比 $L_x/L_z\!\neq\! L_y/L_z$ 且 $L_x\!<\!L_y\!<\!L_z$ 的形状来提高方法效率。我们以 1536 个 TIP4P/2005 水分子的体系模拟作为基准,探索不同盒几何以确定盒形状对 $D_0$ 和 $\eta$ 计算统计不确定度的影响。此外,发现了另一组“神奇”盒长比 $L_y/L_z\!=\!0.57804765578$ 和 $L_x/L_z\!=\!0.33413909235$ ,其中 $x$ 方向自扩散系数与系统尺寸无关,使得 $D_0\!=\!D_x$ 。

关键词

OrthoBoXY 方法分子动力学周期性边界条件自扩散系数剪切黏度盒几何

引用

@article{arxiv.2310.01026,
  title  = {An OrthoBoXY-Method for Various Alternative Box Geometries},
  author = {Johanna Busch and Dietmar Paschek},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.01026},
  year   = {2023}
}

备注

7 pages, 4 figures. Corrected typos and errors and added an additional new equation (now eq 7). arXiv admin note: text overlap with arXiv:2307.01591

适用于多种替代盒几何的 OrthoBoXY 方法

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关键词

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