cvièení { zonální tavba nacl pch04 - old.vscht.cz · cvièení { zonální tavba nacl 1 =21...
Post on 30-Mar-2019
238 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Cvièení { zonální tavba NaCl1/21pch04
Evropský sociální fond
þPraha & EU: Investujeme do va¹í budoucnostiÿ
Inovace pøedmìtu Poèítaèová chemie je podporována projektem
CHEMnote (Inovace bakaláøského studijního programu Chemie {
moderní vzdìlávání podpoøené pou¾itím notebookù {
CZ.2.17/3.1.00/33248) v rámci Operaèního programu PRAHA {
ADAPTABILITA.
Bod tání modelu NaCl2/21pch04
Úkol:
Stanovte bod tání modelu NaCl metodou zonální tavby (slab geometry)
Model:
Lennard Jones + náboje1
Postup:
pøipravte nanokrystalek 2× 2× 2 (Na4Cl4)
replikujte tento motiv 3× 3× 3 krát a simulujte krystal v periodických
okrajových podmínkách
stanovte hustotu a radiální distribuèní funkci krystalu
roztavte a stanovte hustotu a radiální distribuèní funkci taveniny
replikujte krystal 1× 1× 3 krát a roztavte polovinu boxu
simulujte za dané teploty a sledujte, zda krystal narùstá èi se taví
1In Suk Joung and Thomas E. Cheatham, III: J. Phys. Chem. B 112, 9020{9041 (2008)
Poèítaèe k pou¾ití3/21pch04
PC klastry (dávkové spou¹tìní del¹ích výpoètù):
403-as67-03 (Selen)
403-a324-01 (Argon)
403-as67-01 (Neon)
Poèítaèe (pøímý výpoèet v¹eho):
403-a325-05 (2 procesory po 2 vláknech)
a325-1 (2 procesory)
Budete pøipojeni jako u¾ivatel guest.
Máte-li vlastní úèet na klastru, mù¾ete ho pou¾ít.
Pøipojení na vzdálený poèítaè { mobaxterm4/21pch04
Mobaxterm v sobì zahrnuje terminál i X-server. Najdìte:
S:\Kolafa\MobaXterm Personal 10.4.exe
resp.
//pyr.vscht.cz/scratch/Kolafa/MobaXterm Personal 10.4.exe
Spus»te, potvrïte v¹e a ignorujte rùzné paranoidní hlá¹ky
Kliknìte na + Start local terminal
V oknì terminálu spus»te vybranou relaci, napø.:
[2017-11-01] ssh -X guest@403-as67-03
Heslo je tajné { øeknu na místì
Bìhem psaní hesla se nic nezobrazuje!
Máte-li vlastní úèet na klastru, mù¾ete ho pou¾ít
Vzdálený pøístup (VPN) byl zakázán a je mo¾ný pouze na výjimku
Pokud by mobaxterm nefungoval, viz þAlternativa: PuTTY + XMingÿ
Alternativa: PuTTY + XMing +6/21pch04
Terminál s pøíkazovým øádkem (PuTTY)
Windows Start → hledat → putty a program spus»te.
Host name → poèítaè
Connection → SSH [→ Tunneling] → X11
→ x Enable X11 forwarding
zpìt Session → Open
Login as: guest máte-li, pou¾ijte vlastní úèet
Password: (sdìlím)
X server pro zobrazení gra�ky (Xming)
Windows Start → hledat → xming a spus»te
V¹echny dotazy potvrdit. Ve stavovém øádku se musí objevit ikona
Test pøipojení7/21pch04
Základním zpùsobem práce pod Unixem/Linuxem je pøíkazový øádek, co¾
je vstup interpretu pøíkazù (shellu): napí¹ete pøíkaz a stisknete Enter .
Zaèátek øádku (napø. guest@a325-1:~$ ) se nazývá prompt.
Celé okno s promptem a výstupem se nazývá terminál.
Pokud chcete pøedchozí pøíkaz opravit a spustit znova, pou¾ijte kurzo-
rovou ¹ipku nahoru a opravte.
Jako test, ¾e pøipojení je v poøádku, zkuste:nebo
xeyesguest@a325-1:~$ xclock
Zobrazí se hodiny. Hodiny zru¹te buï my¹í × , nebo stiskem Ctrl-c v oknì
terminálu.
Nevidíte hodiny???
Nejsou ikonizované? Hledejte dole na li¹tì.
Restartujte mobaxterm
Restartujte Windows. . .
Zkuste PuTTY + XMing, viz pchem00.pdf
(Start: pro ty, kdo mají vlastní úèet na klastru)8/21pch04
Zalo¾te si slo¾ku a rozbalte data:
mkdir vase slozka
cd vase slozka
unzip /home/guest/A.zip
Pak musíte nastavit prostøedí:
Pokud pou¾íváte bash: source env.sh
Pokud pou¾íváte tcsh: source env.csh
Pokud nevíte, jaký shell máte: ps x
Midnight Commander9/21pch04
Je nadstavba shellu podobná aplikaci Total Commander (Windows Com-mander) vhodná pro u¾ivatele zvyklé na Windows.
nastartujte Midnight Commander pøíkazemguest@a325-1:~$ mc
Z dùvodu ostatních u¾ivatelù mù¾e být obrazovka v nestandardní po-zici. Pomocí Tab pøejdìte na panel, který má nahoøe vlnovku (~)2.
zobrazit výpisy na obrazovku/commander (pøepínaè) Ctrl-o
spravit rozbitou obrazovku (po výstupu) Ctrl-l
prohlí¾ení souboru (mù¾e být pøede�nováno) F3
editace textového souboru F4
nový textový soubor + editace Shift-F4
menu F9
start asociované aplikace, zmìna slo¾ky Enter, doubleclick
ukonèit Midnight Commander F10
Simulaèní soubory jsou asociovány s aplikacemi (viz pøílohy na konci)2Vlnovka znaèí domovskou slo¾ku u¾ivatele, zde ~ = /home/guest.
Start: guest10/21pch04
Skript je sada pøíkazù v interpretovaném programovacím jazyce.
Simulaèní cvièení je pøipraveno ve formì skriptù v jazyce bash (stejný, jaký
interpretuje pøíkazy va¹eho shellu). Konvenèní koncovka bash-skriptu je
.sh, èasto je oznaèen *, co¾ znaèí spustitelnost. Skripty budete postupnì
spou¹tìt { nejlépe z prostøedí Midnight Commanderu.
Nastavení prostøedí u¾ivatele: Spus»te skript A.sh.
Proto¾e jste v¹ichni jeden u¾ivatel guest, musíte pracovat ka¾dý vlastní
slo¾ce. Skript se vás proto zeptá na jméno slo¾ky, kterou zalo¾í a do
které zkopíruje potøebné soubory. V této slo¾ce budete dále pracovat.
Po skonèení skriptu A.sh najdìte svou slo¾ku a pøejdìte do ní. Objeví
se sada skriptù A01-Na4Cl4.sh, A02-repl.sh, ...
A01-Na4Cl4.sh (nanokrystalek)11/21pch04
Hustota modelu NaCl je 2.1 g cm−3, M(NaCl) = 58.4 gmol−1. Vy-poètìte velikost hrany L krychlièky obsahující Na4Cl4, pøeveïte na �A.
Spus»te skript A01-Na4Cl4.sh a vlo¾te vypoètené èíslo do programu.Prohlédnìte si vytvoøený krystalek.
Návod pro show:
Kontextový návod: stiskni tlaèítko pravým tlaèítkem my¹i
My¹:
kliknutí oznaèuje molekuly v re¾imech 6 a 7 (nebudete potøebovat)
ta¾ení rotuje a pohybuje kon�gurací:{ levé tlaèítko: rotace okolo x, y{ prostøední tlaèítko: pøesun{ pravé tlaèítko: rotace okolo z
koleèko = zoom
Start trajektorie (a¾ budete nìjakou mít): | |>
Pokudsebudetenudit:
NFFneboZBUF+oneframe+render
A02-repl.sh (pøíprava krystalku Na108Cl108)12/21pch04
V dal¹ím kroku pomno¾íme krystalek 3× v ka¾dém smìru a necháme
chvilku simulovat za teploty 300 K a tlaku 1 atm.
Zaøídí to skript A02-repl.sh.
K tomu je potøeba jednak de�nice silového pole (pøipraví se sama), jednak
de�nièní soubor simulace. Pro zvý¹ení umìleckého dojmu si ho mù¾ete
prohlédnout na následující stránce.
cryst300.def { de�nièní soubor první simulace13/21pch04
n=108 ! pomocna promennaN[0]=n N[1]=n ! pocet Na+ a Cl-
rho=2050 ! referencni hustota [kg/m3]
cutoff=8.607 ! elst cutoff (pro Ewaldovu sumaci) [A]LJcutoff=cutoff ! Lennard-Jones cutoff [A]rdf.grid=20 ! mereni struktury (rad. distr. f.) [1/A]el.epsk=2 el.epsr=0.4 ! presnost vypoctu elst. sil [K/A]el.diff=0.3 ! omezi urcita varovani o presnostinoint=30 h=0.1/noint ! pocet kroku/cyklus a delka kroku [ps]no=100 ! pocet cykludt.plb=1 ! jak casto se bude zapisovat "play-back" [ps]
thermostat="Andersen" ! nahodne stouchance (Maxwell-Boltzmann)T=300 ! teplota [K] (bude zmeneno)tau.T=1 ! casova konstanta termostatu [ps]
P=101325 ! tlak [Pa]bulkmodulus=2e13/(T+300) ! odhad modulu pruznosti (pro barostat)tau.P=2 ! konstanta barostatu [ps]
init="start" ! start z predch. konfig.; nove me-reni a zaznam
! TOHLE BUDE SMAZANO PO PRVNIM KROKU:load.n[0]=3 ! pomnozit 3x ve smeru xload.n[1]=3 ! pomnozit 3x ve smeru yload.n[2]=3 ! pomnozit 3x ve smeru z; ! konec dat
A03-cr-ini.sh (poèáteèní relaxace)14/21pch04
Skript se vás zeptá na teplotu, kterou dostanete od vyuèujícího. Vhodný
interval teplot je 1200{1400 K. Stejná teplota pak bude pou¾ita i v kroku
A09.
Na grafech velièin v závislosti na èase vidíme, zda máme systém zrelaxo-
vaný do rovnováhy.
Zobrazeny jsou závislosti teploty, potenciální energie a hustoty na èase.
V¹echny grafy zru¹íte nejrychleji pomocí kill all
Pokud grafy stále vykazují Na dotaz
Opakovat michani s init="append" (A/n)?
odpovídáme buï a Enter nebo A Enter
nebo n Enter nebo N Enter .
Jak je zvykem ve svìtì unixu, velké A zna-
mená default, tedy jen Enter znamená také
ano.
trend, nutno tento krok
opakovat.
Nejpomaleji konverguje hustota; pokud se mìní jen o ± 10 kgm−3, je to
OK.
A04-cr-sim.sh simulace v rovnováze15/21pch04
Spustíme simulaci s vytvoøeným krystalem je¹tì jednou a budeme mìøit.
Proto¾e simulace bude del¹í, bude spu¹tìna nikoliv na serveru, ale dávkovì
na nìkterém z klientù klastru (neplatí pro a325-1).
A05-cr-view.sh prohlí¾ení výsledkù
1=show (video trajektorie)
2=konvergenèní pro�ly (velièiny v závislosti na èase)
3=radiální distribuèní funkce
(kliknutím do grafu pravou my¹í si zobrazíte význam barev)
4=kumulativní distribuèní funkce (running coordination number)
= poèet sousedù daného iontu do dané vzdálenosti
(kliknutím do grafu pravou my¹í si zobrazíte význam barev)
A06-melt-ini.sh tavení krystalu16/21pch04
Teplota je nastavena na 1900 K.
Opìt sledujte, zda je systém v rovnováze.
A07-melt-sim.sh simulace taveniny
Simulace zrelaxované taveniny bude provedena dávkovì na klastru.
A08-melt-view.sh prohlí¾ení výsledkù
Podobné jako v pøípadì krystalu.
(Body A06{A08 mù¾ete pøeskoèit a pokraèovat bodem A09.)
A09-zone-ini.sh Pøíprava zonální tavby17/21pch04
Krystal pøipravený v bodech A03 a¾ A05 bude zreplikován tøikrát ve
smìru osy z. Výsledný krystal bude je¹tì trochu prota¾en ve smìru z.
Bude zapnut speciální typ termostatu, který bude prostøedek krystalu
zahøívat a þkonceÿ (jsou periodicky spojeny) chladit. Tím dostaneme
vrstvu ve smìry osy z krystalu a vrstvu taveniny (tzv. þslab geometryÿ).
Velikost boxu ve smìrech x a y je konstatní a dána prùmìrnou hodnotou
ze simulace krychlového krystalu.
Tento krok je opìt spu¹tìn dávkovì.
Trik: strukturu lépe uvidíte, pokud pou¾ijete rovnobì¾né promítání (tla-
èítko proj ) a men¹í koule (view: - )
A10-zone-sim.sh Zonální tavba18/21pch04
Kon�gurace z pøedchozího kroku bude simulována za konstantní teploty
a konstantního tlaku ve smìru osy z. Ve smìrech x,y se velikost simulaèní
buòky nemìní.
Simulace bude spu¹tìna na nìkterém z klientù klastru.
A11-zone-show.sh prohlí¾ení trajektorie
Trajektorii zapisovanou bì¾ící simulací je mo¾né prohlí¾et.
Sledujte, zda krystal taje nebo narùstá.
Po zavøení programu show budete dotázáni, zda pøeru¹it simulaci.
A12-prubeh.sh Prùbìh tavby19/21pch04
Zobrazí se graf závislosti hustoty na èase pro právì probìhlou simulaci.
Tvùj výsledek je bíle a tuènì.
Výsledky ostatních na stejném poèítaèi jsou barevnì a tence.
Po provedení v¹ech cvièení: úklid
Sma¾te svou slo¾ku pomocí F8
Peèlivì zkontrolujte, zda nema¾ete slo¾ku nìkoho jiného!
Vyskoète z Midnight Commanderu ( F10 ) a shellu (exit Enter )
Dodatek: Linux command prompt survival kit20/21pch04
odhlá¹ení exit
pøehled nedávno zadaných pøíkazù history
zmìna slo¾ky (adresáøe) cd SLO®KA
| zpìt cd . .
výpis souborù ve slo¾ce ls
| nìkterých podrobnì ls -l a*.g
výpis obsahu (krátkého ASCII) souboru cat SOUBOR
smazání souboru rm SOUBOR
kopírování souboru (KAM=soubor n. slo¾ka) cp SOUBOR KAM
pøesun èi pøejmenování souboru mv SOUBOR KAM
editace (nového nebo starého) souboru mcedit SOUBOR
pøeru¹ení bì¾ícího programu Ctrl-c
Nevidíte-li prompt, proto¾e ho pøekryl text, stisknìte Enter .
Ctrl-c v terminálu není þCopyÿ, ale pøeru¹uje bì¾ící program!
Text v terminálu se po oznaèení kopíruje pravým tlaèítkem my¹i.
Dodatek: typy souborù21/21pch04
Nìkteré typy MACSIMUS souborù a asociované aplikace.
Asociovaná aplikace se spustí z mc dvojklikem nebo Enter.
Dal¹í asociovaná aplikace (jiná funkce) pak F3
Z pøíkazového øádku pøíkazem start, dal¹í pak starts
typ obsah aplikace akce
.che chem. vzorec blend editace, minimalizace od zaè.
F3 = viz vý¹e + normální vibraèní módy
.mol mol. topologie blend editace, minimalizace
.plb trajektorie show prohlí¾eè trajektorie
.cp konvergenèní pro�l showcp,plot zobrazí konvergenèní pro�ly
.cfg kon�gurace showcfg,plot zobrazí kon�guraci
.sta namìøená data staprt statistická analýza výsledkù (F3=podrobnì)
.rdf párový histogram rdfg,plot zobrazí radiální distribuèní funkce
F3 = kumulativní f. (koordinaèní èíslo)
.g RDF plot zobrazí radiální distribuèní funkci
.cn kumulativní RDF plot zobrazí kumulativní distribuèní funkci
.def parametry simulace go provede pøíkaz v 1. øádku
.get øízení simulace go provede pøíkaz v 1. øádku
.n� data scény ray renderuje a zobrazí scénu
top related