Modi per iniziare un ab initio MD dal classico MD

Sto eseguendo simulazioni di dinamica molecolare dell'acqua a scopo di test. La scatola è piuttosto piccola, se chiedi a un ragazzo con MD classico, e relativamente grande, se chiedi a un ragazzo DFT: ho 58 molecole d'acqua in condizioni al contorno periodiche.

Per risparmiare tempo sulla CPU, sto ottimizzando la mia cella con un campo di forza classico prima di eseguire l'ab initio MD. Equilibrare il sistema in modo classico a 300K per 1 ns, quindi prendere l'ultima istantanea e usarla come input per un ab initio MD. Il mio ab initio MD è un normale MD Born-Oppenheimer basato su DFT con un set di basi di onde piane e potenziali PAW (pseudo) (VASP è il codice). In entrambe le simulazioni classica e ab initio mantengo costante la temperatura a 300K usando un termostato per il salvataggio della velocità.

Sto esaminando due modi diversi per effettuare la transizione tra classico e ab initio:

1. Prendi le velocità e le posizioni iniziali dalla traiettoria classica e importale come configurazione iniziale per la simulazione ab initio
2. Congela il sistema a temperatura zero mantenendo le posizioni classiche, importalo nel codice DFT, quindi rapidamente (lo sto facendo in 0,5 ps al momento) riscalda fino a 300K

Speravo che entrambe le strategie avrebbero portato alla stessa energia media dopo un breve periodo di equilibrio (diciamo 10 ps), soprattutto considerando che la configurazione iniziale è esattamente la stessa (stesse posizioni iniziali) ad eccezione del citato accenno di temperatura (le velocità iniziali differiscono) . Questo non è il caso. La figura seguente mostra che la simulazione in cui il sistema viene congelato e quindi riscaldato rapidamente trova una regione di energia circa 1 eV più bassa di energia rispetto all'altra, dove le velocità sono state importate dal MD classico.

Le mie domande sono:

1. se questo è prevedibile;
2. sono note strategie di successo per ottimizzare la transizione dal MD classico a quello iniziale;
3. e potresti indicarmi la letteratura pertinente sull'argomento?

Modificare:

Ho eseguito altri test e, con i dati limitati che ho al momento, sembra che questo potrebbe essere un problema specifico del sistema. Un test con metanolo anziché acqua in una scatola della stessa dimensione ha mostrato che i due diversi schemi di velocità iniziale convergono rapidamente alla stessa energia media. Tuttavia, la configurazione classica era molto vicina a quella quantistica nel caso del metanolo, cioè l'energia at = 0 era molto vicina all'energia media dopo la convergenza. L'acqua è un sistema notoriamente difficile, quindi forse questo problema è più o meno specifico per l'acqua. Se non vengono aggiunte risposte, proverò a pubblicarne una in base ai miei risultati una volta che avrò completato tutti i test.

dopo un breve periodo di equilibratura (diciamo 10 ps)

1. Dici che il periodo di riequilibrio è "breve". Hai provato ad aspettare più a lungo per vedere se i due sistemi reinizializzati convergono e, in tal caso, a quale velocità?
2. Il ridimensionamento della velocità è un termostato notoriamente ingenuo . Forse potresti sostituirlo con qualcosa di più realistico? (Berendsen, Nose-Hoover, ecc.)
3. Se siete a tutti preoccupati per il campionamento di un sistema di 'grande', è possibile rendere il principio ergodico e parallelamente il lavoro per voi il calcolo: campione più reinizializzata realizzazioni dalla coda della vostra traiettoria classica (le istantanee del sistema classico equilibrato) . Quindi è possibile eseguire più istanze del codice quantico, ognuna utilizzando una diversa configurazione di re-inizializzazione dello spazio delle fasi e calcolare la media degli output. Poiché le realizzazioni separate si evolvono indipendentemente l'una dall'altra, le simulazioni sono imbarazzantemente parallele .

Spiacente, non posso offrire alcuna fonte autorevole ...