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gmx tcaf计算液体的粘度

gmx tcaf [-f [<.trr/.cpt/...>]] [-s [<.tpr/.tpb/...>]] [-n [<.ndx>]]

[-ot [<.xvg>]] [-oa [<.xvg>]] [-o [<.xvg>]] [-of [<.xvg>]]

[-oc [<.xvg>]] [-ov [<.xvg>]] [-nice ] [-b ] [-e ]

[-dt ] [-[no]w] [-xvg ] [-[no]mol] [-[no]k34]

[-wt ] [-acflen ] [-[no]normalize] [-P ]

[-fitfn ] [-beginfit ] [-endfit ]

gmx tcaf用于计算横向电流自相关(TCAF, tranverse current autocorrelation), 并可以其来估算剪切粘度η. 详细信息请参考: Palmer, Phys. Rev. E 49 (1994) pp 359-366.

计算横向电流时会使用k矢量(1,0,0)和(2,0,0), 它们同时也处于y方向和z方向, 也会使用(1,1,0)和(1,-1,0), 它们同时也处于在2个其他平面(这些矢量不是独立的), 还会使用(1,1,1)以及三个其他的盒子体对角线(也是相关的). 对于每一个k矢量, 会使用正弦和余弦以及两个垂直方向上的速度. 这样共有1622=64个横向电流. 对每个k矢量会计算并拟合一个自相关, 这就得到了16个TCAF. 每个TCAF会拟合为f(t) = exp(-v)(cosh(Wv) + 1/W sinh(Wv)), v = -t/(2τ), W = sqrt(1 - 4τη/ρk^2), 这样得到16个τ值和η值. 拟合的权重以指数形式exp(-t/w)衰减, 时间常数为w(由-wt指定), 计算TACF与拟合的时间为5*w. η的值应拟合为1 - aη(k)k^2, 这样就可以根据k=0时的值估计剪切粘度.

当选用立方体盒子时, 可以使用选项-oc, 这样TCAF会对所有长度相同的k矢量进行平均. 这样得到的TCAF更精确. 立方TCAF与拟合都会写入由-oc指定的文件, 立方η估计值也会写入有-ov指定的文件.

使用选项-mol时, 会根据分子而不是原子来确定横向电流. 在这种情况下, 索引组应包含分子编号而不是原子编号.

为获得无限波长时的粘度, -ov文件中与k依赖的粘度应根据η(k) = η_0 (1 - a k^2)进行拟合.

注意: 请确保坐标与速度的输出频率足够高. 自相关函数初始的非指数部分对于获得好的拟合结果非常重要.

输入/输出文件选项

选项

默认值

类型

说明

-f [<.trr/.cpt/...>]

traj.trr

输入文件

全精度轨迹文件: trr cpt trj tng

-s [<.tpr/.tpb/...>]

topol.tpr

输入文件, 可选

结构+质量(db): tpr tpb tpa gro g96 pdb brk ent

-n [<.ndx>]

index.ndx

输入文件, 可选

索引文件

-ot [<.xvg>]

transcur.xvg

输出文件, 可选

xvgr/xmgrfile

-oa [<.xvg>]

tcaf_all.xvg

输出文件

xvgr/xmgr文件

-o [<.xvg>]

tcaf.xvg

输出文件

xvgr/xmgr文件

-of [<.xvg>]

tcaf_fit.xvg

输出文件

xvgr/xmgr文件

-oc [<.xvg>]

tcaf_cub.xvg

输出文件, 可选

xvgr/xmgr文件

-ov [<.xvg>]

visc_k.xvg

输出文件

xvgr/xmgr文件

控制选项

选项

默认值

说明

-nice <int>

19

设置优先级

-b <time>

0

从轨迹文件中读取的第一帧(ps)

-e <time>

0

从轨迹文件中读取的最后一帧(ps)

-dt <time>

0

只使用t除以dt的余数等于第一帧时间(ps)的帧, 即两帧之间的时间间隔

-[no]w

no

查看输出的.xvg, .xpm, .eps和.pdb文件

-xvg <enum>

xmgrace

xvg绘图格式: xmgrace, xmgr, none

-[no]mol

no

计算分子的TCAF

-[no]k34

no

也使用k=(3,0,0)和k=(4,0,0)

-wt <real>

5

TCAF拟合权重的指数衰减时间

-acflen <int>

-1

ACF的长度, 默认为帧数的一半

-[no]normalize

yes

归一化ACF

-P <enum>

0

ACF Legendre多项式的阶数(0表示不使用): 0, 1, 2, 3

控制选项

选项

默认值

说明

-fitfn <enum>

none

拟合函数: none, exp, aexp, exp_exp, vac, exp5, exp7, exp9, erfit

-beginfit <real>

0

对相关函数进行指数拟合的起始时间

-endfit <real>

-1

对相关函数进行指数拟合的终止时间, -1表示直到最后


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