Установка усреднения данных из Молекулярной Динамики

Молекулярная динамика часто используется, чтобы получить макроскопическую информацию, производя выборку микроскопического моделирования за очень длительный период времени. Также полезно следить за энергетически эффектами и геометрическими изменениями, поскольку моделирование, продолжает следить достаточно ли статистически стабилизирована выбранная система или нет.

Чтобы установить усреднение:

1. Выбрать Averages, чтобы открыть Ячейку диалога Molecular DynamicsAverages.

2. Сделать L-щелчок в ячейке Selection на EKIN, EPOT, ETOT, и ncco, затем сделать L-щелчок на Add, чтобы переместить их в ячейку Average only

.3. Сделать L-щелчок на EKIN, EPOT, ETOT, и ncco в ячейке Average only, затем сделать L-щелчок на Add, чтобы переместить их в ячейку Avg. & graph.

Это определяет создание графика полной энергии, потенциальной энергии, кинетической энергии, и торсионного угла N-C^α -C '-O, который Вы ранее сохранили как названный выбор.

HYPERCHEM создает файл, названный ala-run.csv (или chem.csv, если динамика воспроизведения не установлена), в который заносит данные в формате, удобном для дальнейшего анализа.

Продолжение Динамики

1. Выбрать OK, чтобы возвратиться к ячейке диалога Molecular Dynamics Options, затем выбрать, Proceed , чтобы начать динамику.

Окно Molecular Dynamics Results открывается на рабочем пространстве. Переместите окно так, чтобы Вы могли наблюдать моделирование.

В то время когда выполняется вычисление, Вы можете изменять вид системы, используя инструменты вращения, перемещения, увеличения, и отрезания . Вы можете также использовать приложения в другом окне, но учтите что это может замедлить моделирование.

3. Пока продолжается моделирование, выбрать Rescale, чтобы повторно масштабировать подготавливаемые значения.

Как только фаза нагревания закончена, (когда энергия увеличивается) полная энергия остается постоянной, а кинетической энергия зеркальна потенциальной энергии.

Предостережение: Вы не можете восстановить график, если Вы сделаете L-щелчок на Done. Чтобы восстановить график, Вы должны использовать replay динамику.

Когда вычисление динамики закончится, Вы можете оптимизировать систему, чтобы определить новый minimum.

Реоптимизирование новой структуры

Теперь, когда вычисление динамики закончено, Вы можете оптимизировать структуру, чтобы определить новый локальный minimum.

1. Выбрать Geometry Optimization на меню Compute.

2. Выбрать OK, чтобы выполнить оптимизацию молекулярной механики, используя выбор от предыдущего вычисления.

После того, как оптимизация заканчивается, линия состояния показывает структуру, которая имеет более низкую энергию, чем сольватированный локальный minimum, найденный ранее.

Результаты показывают, что молекулярная динамика может использоваться, чтобы достигнуть наиболее предпочтительной термодинамической конформации, отделенной от начальной конформации энергетическими барьерами. Таким образом, молекулярная динамика может использоваться, чтобы исследовать место конформаций на энергетической диаграмме.

Моделирование Ланжевена и Монте Карло

Далее Вы используете методы моделирования Ланжевена и Монте Карло и далее исследуете конформацию системы цвиттериона аланина. Метод Динамика Ланжевена моделирует движение молекул, подвергнутых случайным столкновениям и силам трения, и может использоваться для моделирования и сольватированных систем и без использования растворителей. Этот метод включает информацию относительно времени развития молекулярной системы. Метод Монте Карло используется, чтобы моделировать равновесные свойства.

Моделирование Динамики Ланжевена устанавливается на тот же самый путь, как моделирование Молекулярной Динамики, с небольшими различиями из-за присоединения коэффициента трения.

1. Восстановить цвиттерион аланина в газовой фазе, который Вы сохранили как ala-gas.hin.

2. Установить Molecular Dynamics Options, как в предшествующем задании.

3. Установить Friction coefficient в 0.05 ps -1.

Когда коэффициент трения установлен, на ноль, HyperChem исполняет обычную молекулярную динамику, и нужно использовать шаг времени, который соответствует тому или иному методу. С большими значениями коэффициента трения, движения, которые происходят в течение короткого времени - очень незначительны и могут использоваться большие периоды времени.

4. Установите шаг Времени в 0.001 пикосекунд.

5. Использовать Averages и Snapshots как в предыдущем упражнении.

6. Выбрать Proceed, чтобы начать моделирование Langevin Динамики.

Как и в процедуре Молекулярной Динамики, фазы нагревания и охлаждения могут также быть добавлены к моделированию динамики Ланжевена.

Уравновешивание системы не критическое для расположения дополнительных структур с низкой энергией, но это важно при сравнении моделируемой значении с экспериментальными свойствами.