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關注創建者:la***s987_PkJS 創建時間:2020-08-11

計算化學的實例教程
網絡的發達便利使得提問變得過于方便,導致了一批懶漢的出現,雖然一方面促進了溝通和交流,卻也使得年輕一批計算化學工作者(尤其是研究生)的平均學術水平有所降低。如果早生20年,或者網絡斷了,那些人找誰問去?
2 不要請求別人幫助干那些應該自己干的事。有時看到有人發這類帖子,甚至內容只有一句“誰能幫我計算XXX?”,這分明是文章作者該干的事,這樣的人臉皮實在太厚,太不把別人當外人。如果自己沒能力做而需要找別人合作,起碼得把回報寫清楚。筆者曾接到不少這類求助,有數次都是對方說不知道怎樣才能實現分析動力學軌跡的xxx特征,我說用VMD的Tcl腳本來實現,并且還把主要原理都說明了,對方卻說自己不會Tcl語言、沒有編程基礎、時間緊迫之類,就讓我幫她們編。這種事我是反感的,在我看來無外乎是給科研的懶惰找借口。不過,筆者還是過于心軟,最后都幫她們編了,以后再遇上此事,筆者決心要鐵石心腸毅然拒絕。
3 如果問題是關于程序運行出錯的,別上來就把報錯信息貼出來然后說“XX程序出錯,怎么解決”,要好好閱讀輸出信息。我經常遇到匪夷所思的提問,比如有人問MOPAC程序出現這樣的錯誤怎么辦:
KEYWORD 'ANALYT' CANNOT BE USED HERE: ANALYICAL C.I. DERIVATIVES MUST USE FINITE DIFFERENCES TO CORRECT, REMOVE KEYWORD 'ANALYT' OR ADD 'NOANCI'。程序都清清楚楚地告訴了用戶是什么原因、怎么解決,為什么還要問?
展開 1,(8月13日-8月16日) LAMMPS動力學實戰班
2,(8月21日-8月24日)第一性原理與vasp實戰班
3,(8月27日-8月30日)量子化學Gaussian理論實踐
4,(9月17日-9月20日)材料模擬實戰課程安排
【主講內容】
一、Lammps基礎與原理
二,Lammps大量實例練習賞析(已發表文章)
三、LAMMPS高級研修及案例操作
一、密度泛函理論基礎 二、催化基礎
三、MS構建表面模型 四、Linux操作命令
五、VASP輸入輸出文件
六、表面吸附 七、過渡態搜索
八、后處理 九、微動力學模擬
十、光催化入門
十一、光催化計算示例
十二、電催化入門
一、計算化學理論及程序入門操作
二、Gaussian基礎操作及實際計算過程
三、Gaussian進階操作及實際計算過程
四、Gaussian計算實踐專題與應用
【咨詢電話】報名聯系方式:
劉娜(老師)
手機: 13311241619
展開 針對上述問題,陳義旺教授和廖勛凡特聘教授團隊在前期工作中總結了計算化學在有機太陽能電池應用中的研究進展,有助于理解分子結構-電子性質-器件性能之間的關系 (J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 15920);團隊采用約化密度梯度函數 (RDG) 方法研究了分子間的弱相互作用,從而為三元體系中雙受體的工作機理提供新思路以及為第三組分的選擇提供新的匹配方法 (Mater. Chem. Front. 2020, 4, 1507-1518);通過拓撲分析和靜電勢 (ESP) 模擬理解同分異構體結構與電子性質的差異,并與器件性能建立內在聯系 (Macromol. Rapid Commun. 2020, 41, 2000454)。在前期工作基礎上,該團隊選擇A-D-A型電子受體IT-4F、DTPC-DFIC以及A-DA’D-A型電子受體Y6為研究對象,系統研究兩類受體材料的光電特性。該工作中,Y6受體的光吸收范圍和能量損失大小介于IT-4F和DTPC-DFIC之間,但其能量轉化效率最佳。計算結果表明,相比于IT-4F和DTPC-DFIC,Y6具有明顯的電子結構特征,如較大的Mulliken電負性、分子極性指數 (MPI) 和靜電勢等。此外,較大的空穴和電子離域指數 (HDI和EDI) 表明Y6具有更有效的電荷分離。三者的激發態電荷轉移方向主要是從中間核指向末端,而Y6反方向的電荷轉移比例高于IT-4F和DTPC-DFIC,為Y6存在多電子傳輸通道提供了理論依據。這項工作不僅為Y6及其衍生物表現出高效光電性能的本征原因提供了新見解,還為新型受體分子的設計和篩選提供理論依據,并進一步加深對OSCs中激發態電荷轉移的理解。
展開 內容摘自北鯤云五月份直播內容【聲子譜的計算、后處理與分析實例】 另有文章【不同壓強下ZnO的聲子譜計算及其收斂性測試】可在發布的內容中查閱。
所有計算皆在北鯤云超算平臺上完成。
計算聲子譜所需軟件:
1 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)
結構計算與聲子譜基本計算
2 phonopy 聲子譜的計算與后處理
3 vaspkit 各種后處理
4 Origin,python,matlab 等畫圖軟件
選取標準原胞計算
意義:不容易出錯且節省計算時間嗎,結果比較漂亮
方法:
1 vaspkit-6-602
2 phonopy --symmetry
高精度結構優化
擴胞
原因:VASP直接計算的是Gamma點的聲子情況。
如何擴胞:Phonopy –d –dim=“x x x” –c POSCAR-unitc
擴多大:網傳10A原則
有限差分法/有限位移法/密度泛函微擾理論
后處理:繪制聲子譜圖
提取力常數:
命令:phonopy --fc vasprun.xml
調整控制文件
name.conf M_NAME = l Cr DIM = 2 2 1 BAND = 0.500 0.000 -0.333 0.000 0.000 0.000 0.000 0.667 0.000 FORCE_CONSTANTS = READ BAND_POINTS = 51 #BAND_LABELS = X $\Gamma$ L #DOS = .TRUE.
展開 4、部分預混燃燒模型基本原理及設置過程
5、EDC模型基本原理及設置過程
6、提高燃燒仿真計算效率及收斂性的的一些技巧
7、選擇合適的燃燒模型
實例3:利用ED、EDC、有限速率模型計算Flame-D
實例4:預混模型模擬燃燒
實例5:氣體燃燒室非預混燃燒模擬
實例6:燃燒室部分預混燃燒模擬
Fluent化學反應及表面反應模型
掌握Fluent中化學反應模型使用方法及選取原則
慢速化學反應模擬過程基本方法及流程
層流有限速率模型基本原理及設置過程
概率密度函數輸運模型基本原理及設置過程
表面反應模型基本原理及設置過程
化學反應動力學模型及化學反應機理文件生成
ISAT理論及其在化學反應計算中的應用
實例7:化學氣相沉積(CVD)過程仿真計算
實例8:甲烷催化燃燒模擬計算
實例9:SNCR脫硝過程模擬計算
Fluent離散相反應及噴霧模型
掌握利用Fluent中的離散相反應模型及噴霧模型仿真工程中的顆粒反應問題
展開 
計算化學的相關專題、標簽、搜索
計算化學的最新內容
關鍵詞:Gaussian;IRC;過渡態; 有機分子裂解;反應路徑
隨著計算化學方法的不斷發展,利用量子化學手段研究化學反應機理已成為材料科學與理論化學領域的重要研究方向。相比實驗手段,計算模擬可以在原子尺度上追蹤反應過程中結構與能量的演變,從而揭示反應的本質機制。甲醛(H?CO)作為最簡單的羰基化合物之一,其裂解反應在燃燒化學、大氣化學及有機反應研究中具有重要意義。
本案例從CT掃描微觀粒子斷層數據中,重建起來三維模型,計算氧氣電化學反應,橫向對比不同形態微觀粒子的反應強度分布。
通過對微觀粒子重建、分析,可以有效評估該粒子的多種性能表現,輔助研究人員快速發現和優化所需的粒子體系。
這些化合物在偶聯反應中分別斷的鍵如圖中紅色線所示,主要斷C-O鍵和C-N鍵,計算這些化學鍵的BDEs對于這些化合物參與的偶聯反應的產率和選擇性都有非常重要的參考價值。
使用Gaussian鍵解離能(BDEs)的計算過程:
優化分子結構:在進行鍵解離能的計算之前,需要對分子進行幾何優化,找到分子的最低能量構型。
通過高光譜圖像數據的分析,研究團隊繪制了臥佛區域的病害分布云圖和強度分布云圖,并計算了化學風化指數、強度風化指數和合成風化指數。結果表明,臥佛區域的風化病害主要集中在表面剝落和生物定植區域,且中下部的風化程度較重。通過對這些病害的分析,研究團隊不僅驗證了所建立的風化病害定量評估方法的有效性,還進一步加強了文物保護的科學性和針對性。
燃燒元件集成了 NASA CEA代碼進行化學反應計算。CEA代碼解釋了燃燒引起的焓變和隨后的熱量上升。Flow Simulator可計算由于這種熱量上升引起的瑞利損失Rayleigh loss 解,以確定燃燒器的入口和出口壓力以及馬赫數。
量子化學計算中的電子相關效應(如電子交換-關聯能量)對精確預測 pKa 值至關重要,但這些效應需要高精度的波函數方法來處理,如多體效應(多體波函數方法)或高階的密度泛函方法。高精度的計算通常需要較大的計算資源,特別是在計算分子的多體電子效應時。
計算精度和方法的選擇
用于量子化學計算的方法(如 DFT、HF、MP2、CCSD 等)各有優缺點。
準確地模擬非預混噴霧自點火和氧化過程以及污染物排放,特別是多環芳烴物種的演化過程,詳細的化學計算至關重要。
許多TCI模型已被應用于噴霧火焰的建模。例如,輸運概率密度函數(TPDF)方法、代表性交互火焰面(RIF)、火焰面/進度變量(FPV)模型、火焰面生成流形(FGM) 和建表火焰面模型(TFM)。
在這一過程中,Gaussian軟件作為一種經典的量子化學計算程序,提供了豐富的功能來支持DFT計算,廣泛應用于稀土化合物的研究。
在稀土化合物的研究中,Gaussian軟件結合密度泛函理論(DFT)能夠在多個方面提供關鍵的理論支持。首先,通過DFT計算可以優化稀土化合物的幾何結構,獲得最低能量構型,從而幫助確定金屬中心的配位數和幾何構型,分析化合物的穩定性。
高穩定性,保證計算設備長期穩定運行
? 計算即巔峰
應用領域匯總
APP1 計算類
1) 數值模擬、數學建模
2) CAE仿真計算(結構仿真、多物理場耦合、電磁仿真)
3) 油藏模擬、地質建模、地震模擬
4) 天體物理模擬、核物理、粒子物理模擬、地球科學模擬
5) 天氣預測和氣象模型
6) 光學仿真、光子學仿真
7) 金融建模和風險分析、量化交易、高頻交易
8) 量子化學計算
主要應用領域
與市場相近配置其他品牌機器相比,GX660M的雙Xeon+8塊GPU架構,具備最強大的異構超算能力,再加上獨有的硬件系統優化、虛擬并行計算加速技術,使得應用軟件的求解計算性能大幅提升,這是一款無與倫比的、高效能的超級圖形工作站
-科學計算、數值模擬、數學規劃
-結構、流體、熱分析、多物理場耦合
-電磁場仿真
-計算化學