Leiden : l'argon liquide :°)

Hier des étudiants en troisième années de chimie ont accompli avec succès une partie de leur mécanique moléculaire grâce aux calculs effectués sur la grille de calcul Leiden Classical. Peut-être que certain d'entre vous ont pu voir l'argon liquide être modélisé par leurs ordinateurs. La tâche effectuée par ces étudiants peut être consulté ici (prochainement ces résultats seront également rendus publiques). En outre, à la fin du mois le nouveau processeur dual core xeon em64t devrait être disponible, ici , aux Pays-Bas. Ceci signifie que notre serveur sera livré, bientôt ! Je vous tiendrai au courant et vous serez les premiers à savoir si les noeuds sont en service pour que plus d'utilisateurs puissent nous rejoindre.

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Coefficient de la diffusion de l'argon liquide

Le but de cet exercice est de se familiariser avec des simulations de dynamique moléculaire (MD) et d'obtenir une vue d'ensemble sur la façon de calculer des quantités macroscopiques avec des atomes en mouvements. Vous produirez la trajectoire moléculaire dynamique pour deux températures différentes de l'argon liquide, puis les utiliserez pour évaluer le coefficient de diffusion.

Cet exercice est basé sur la première simulation de dynamique moléculaire réalisée par A. Rahman ( voire Physical Review, Vol. 136, p. A405, 1964).

Le programme de dynamique moléculaire est accessible sur cette page internet : http://boinc.gorlaeus.net/ (Leiden Classical) où vous pourrez trouver plusieurs liens introduisant aux bases théoriques de la dynamique moléculaire.

Nous avons déjà préparé deux dossiers d'entrée avec des coordonnées cartésiennes pour un système de 729 particules intéragissant avec un potentiel de Lennard-Jones déjà équilibré respectivement à 94 Kelvin et à 294 Kelvin

1. Se familiariser avec le dossier d'initiation

2. À partir de ces deux dossiers d'initiation, vous pouvez calculer deux simulations de dynamique moléculaire à 94 K et 294 K, respectivement. Les simulations devraient correspondre à environ 5 picosecondes, avec une étape à Δt=10^-14 sec

QUESTIONS

1. L'algorithme de Verlet est utilisé pour effectuer l'intégration numérique de l'équation des mouvements. Donner une description courte de l'algorithme.

2. Comment pouvez-vous calculer la température (moyenne) dans une simulation de dynamique moléculaire?

Calculer le coefficient de diffusion (D)

La façon la plus académique de la calculer à partir de la dynamique moléculaire est d'utiliser la relation donnée par Einstein :

(Δr²) = 6Dt

La trajectoire, obtenue pour le run de dynamique moléculaire, donne le déplacement moyen élevé au carrée (Δr² ) en fonction du temps t. La tangente d'ajustement linéaire donne le coefficient de diffusion D.

QUESTIONS :

3. Tracer le déplacement moyen élevé au carrée (Δr² ) en fonction du temps t pour les deux températures différentes.

4. Évaluer le coefficient de diffusion en évaluant la pente des courbes.

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