Servicios Personalizados
Revista
Articulo
Indicadores
- Citado por SciELO
- Accesos
Links relacionados
- Similares en SciELO
Compartir
Revista mexicana de física
versión impresa ISSN 0035-001X
Rev. mex. fis. vol.58 no.1 México feb. 2012
Investigación
On the centre of mass velocity in molecular dynamics simulations
G.A. MéndezMaldonado1, M. GonzálezMelchor2, J. Alejandre3 and G.A. Chapela4
1 Facultad de Ciencias FísicoMatemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Apartado Postal 1152, Puebla, 72570, México.
2 Instituto de Física Luis Rivera Terrazas, Benemerita Universidad Autónoma de Puebla, Apartado Postal J48, Puebla, 72570, México.
3 Departamento de Química, Universidad Autónoma MetropolitanaIztapalapa, Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, 09340, México D.F., México.
4 Departamento de Física, Universidad Autónoma MetropolitanaIztapalapa, Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, 09340, México D.F., México.
Recibido el 30 de agosto de 2011.
Aceptado el 28 de noviembre de 2011.
Abstract
Molecular dynamics simulations are performed on a fluid at supercritical conditions to analyze the effect that the velocity of centre of mass (VCOM) of the system has on temperature and phase stability. Standard rescaling velocities and NoséHoover chains of thermostats methods are used to carry out simulations on Square Well, LennardJones and Soft Primitive potential models. Removing the VCOM at the beginning or during the simulation is not required for the NoséHoover chain of thermostats to keep the correct temperature of the system, however, it is fundamental to keep null the VCOM when the traditional rescaling velocity scheme is used. It is shown that if the VCOM is removed only at the beginning of the simulation the internal and external temperatures are not the same for very long simulations and the fluid becomes a solid. The temperatures and physical properties obtained using the NoséHoover chain method are the same as those obtained by removing the VCOM during the simulation in the rescaling velocity procedure.
Keywords: Molecular dynamics; scaling velocities; NoséHoover chains; centre of mass velocity.
Resumen
Realizamos simulaciones de dinámica molecular en fluidos a condiciones supercríticas para analizar el efecto que la velocidad del centro de masa (VCM) del sistema tiene sobre la temperatura y la estabilidad de fases. Escalamiento estándar de velocidades y cadenas de NoséHoover son usados como métodos de termostato para realizar simulaciones en modelos de potencial de pozo cuadrado, LennardJones y el modelo primitivo suave. Remover la VCM al inicio o durante la simulación no es requerido para que el termostato de cadenas de NoséHoover mantenga la temperatura correcta del sistema, sin embargo es fundamental mantener nula la VCM cuando se usa el esquema tradicional de escalamiento de velocidades. Se muestra que si la VCM es removida solo al inicio de la simulación las temperaturas interna y externa no son iguales para tiempos de simulación muy grandes y el sistema se solidifica. La temperatura y las propiedades físicas obtenidas usando el método de cadenas de NoséHoover son iguales a aquellas obtenidas usando escalamiento de velocidades donde se remueve la VCM durante la simulación.
Descriptores: Dinámica molecular; escalamiento de velocidades; cadenas de NoséHoover; velocidad del centro de masa.
PACS: 83.10.Rs; 61.20.Ja; 78.30.cd
DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF
Acknowledgments
G.A.M.M. and M.G.M. acknowledge financial support from CONACyT (Project 129034), VIEPBUAP (GOMMEXC10I), PROMEP/103.5/07/2594 and CA Física Computacional de la Materia Condensada. JA and GAC thank Conacyt (Project 81667) for financial support and to Laboratorio de Supercomputo for allocation time.
References
1. M.P. Allen and D.J. Tildesley, Computer simulation of liquids (Clarendon Press, Oxford 1987). [ Links ]
2. D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation: from algorithms to applications (Academic Press, Amsterdam 1996). [ Links ]
3. L.V. Woodcock, Chem. Phys. Lett. 10(1971) 257. [ Links ]
4. M.E. Tuckerman, Statistical Mechanics: Theory andMolecular Simulation (Oxford University Press Inc., New York 2010). [ Links ]
5. H.C. Andersen, J. Chem. Phys. 72 (1980) 2384. [ Links ]
6. H.J.C. Berendsen, J.P.M. Postma, W.F. van Gunsteren, A. DiNola, and J.R. Haak, J. Chem. Phys. 81 (1984) 3684. [ Links ]
7. S.A. Adelman and J.D. Doll, J. Chem. Phys. 64(1976) 2375. [ Links ]
8. G.J. Martyna, M.L. Klein, and M.E. Tuckerman, J. Chem. Phys. 97 (1992) 2635. [ Links ]
9. W.G. Hoover,Phys. Rev. A. 31(1985) 1695. [ Links ]
10. D. Brown and J.H.R. Clarke,Molec. Phys. 51(1984) 1243. [ Links ]
11. Y. Wu, J. Lee, and Y. Wang, http:/web.mse.uiuc.edu/courses/mse485/projects/2007/team_h2o/report/index.html, (2007). [ Links ]
12. M. GonzalezMelchor, F. Bresme, and J. Alejandre, J. Chem. Phys. 122(2005) 104710. [ Links ]
13. G.A. Chapela, S.E. MartinezCasas, and J. Alejandre, Mol. Phys. 53 (1984) 139. [ Links ]
14. G. Orkoulas and A.Z. Panagiotopoulos, J. Chem. Phys. 110(1999) 1581. [ Links ]
15. A. Trokhymchuk and J. Alejandre, J. Chem. Phys. 111(1999) 8510. [ Links ]
16. J.J. Weis, D. Levesque, and J.M. Caillol, J. Chem. Phys. 109(1998) 7486. [ Links ]
17. J.K. Johnson, J.A. Zollweg, and K. E. Gubbins, Molec. Phys. 78(1993) 591. [ Links ]