Главная

I Семестр

II Семестр

III Семестр

IV Семестр

V Семестр

VI Семестр

Проекты

Обратная Связь

Вычисление параметров для молекулярной механики

1. Нам была предоставлена оптимизированная структура этана в виде z-matrix :

    $DATA
   eth
   C1
    C   
    C      1   cc 
    H      2   ch   1   cchv 
    H      2   ch   1   cch   3   d1 0
    H      2   ch   1   cch   3   d2 0
    H      1   ch   2   cch   3   d3 0
    H      1   ch   2   cch   5   d3 0
    H      1   chv  2   cch   4   d3 0
   
   cc=1.52986
   ch=1.08439
   chv=1.08439
   cch=111.200
   cchv=111.200
   d1=120
   d2=-120
   d3=180
    $END
   

   Наша цель состоит в том, что бы создать порядка 20 разных файлов для расчета энергии в Gamess с разными значениями по длине одной из связей. Автоматизируем этот процесс, написав bash скрипт.

2. Подготовим файл-заготовка для размножения: et.inp. Для этого к координатам добавьте шапку для dft из предыдущего практикума. Только надо изменить информацию о типе входных координат: замените COORD=CART на COORD=ZMT.

3. Создаем скрипт, который будет генерировать необходимые файлы. В итоге получаем 21 inp файл и в каждом разное значение для переменной сс.

4. Добавим в скрипт запуск Gamess, а также вызов awk, который будет выводить значения энергии для каждого файла.
   В итоге получили следующий скрипт: make_b.bash

   Запускаем скрипт командой и перенаправляем поток в файл bond.txt:

   bash ./make_b.bash > bond.txt
   

5. Запускаем Xming->XLaunch и присоединяемся к kodomo. Переходим в рабочую директорию и запускаем Gnuplot:

   gnuplot
   

   Построим зависимость энергии от длины связи: plot "./bond.txt". Появился график с точками похожими на параболу. Теперь нам надо найти коэффициенты в функции f(x)=a+k(x-b)^2, которые бы позволили наиболее близко описать наблюдаемую зависимость. Для этого воспользуемся возможностями Gnuplot. Сначала зададим функцию в развернутом виде, в строке gnuplot введем:

   f(x)=a + k*x*x - 2*k*x*b + k*b*b
   

   И зададим стартовые значения коэффициентов:

   a=-80
   k=1
   b=1.5
   

   Проведем подгонку коэффициентов под имеющиеся точки в файле bond.txt:

   fit f(x) "./bond.txt" via a,k,b 
   

   Сохраним значения коэффициентов в файл: par_bond.txt. Построим графики функции и значений энергии из Gamess.

   set term 'png'
   set output 'gnu_bond.png'
   plot "./bond.txt", f(x)
   

   

   Функция неточно совпадает с точками, так как в этом случае мы наблюдаем участок потенциала Мориса, имеющий более сложную зависимость.

6. Проделаем аналогичные операции для валентного угла CCH, его значения должны изменяться от 109.2 до 113.2.
   Скрипт: make_v.bash
   Получившийся файл: valent.txt

   Апроксимируем зависимость так же параболой:

   f(x)=a + k*x*x - 2*k*x*b + k*b*b
   

   Значения коэффициентов: par_valent.txt

   

   Хорошая апроксимация, все точки лежат на параболе.

7. Проделаем аналогичные операции для торсионного угла d3, его значения должны изменяться от -180 до 180 c шагом 12.
   Скрипт: make_t.bash
   Получившийся файл: torsion.txt

   Апроксимируем зависимость косинусом:

   f(x)=a*cos(k*x*pi/180)+b
   

   Значения коэффициентов: par_torsion.txt

   

   Мы наблюдаем 3 минимума, так как крайние точки совпадают.