Hyperchem 7.5 - feb06093

41

4.2.1. П олная энерги я и среднеквадрати ч ески йгради ент

П унктSingle Point (О дноточечны й расчет) запускаетвы числ ение пол ной энергии в ккал/мольи среднеквадратическогоградиента (root-mean-square (RMS) gradient) в ккал/моль/Å энергии системы ил и ее вы дел енны х эл ементов. В точке л окал ьного минимума среднеквадратическое градиента бл изко к нул ю . С пол уэмпирическими, неэмпирическими и пл отностно- ф ункционал ьны мивы числ ениями такж е вы числ яется эл ектронное изарядовое распредел ение в системе. О дноточечны й расчет означает расчет дл я одной точкинапотенциал ьно-энергетической поверхности.

4.2.2. О пти ми заци я геометри и

Д иал оговое окно запуска оптимизации геометрии одинаково дл я мол екул ярной механики, пол уэмпирическихинеэмпирическихметодов:

	Рис.34. Д иал оговоеокнозапускаоптимизациигеометрии
В	бл оке Algorithm (Ал горитм) задаю тся				методы	сходимости дл я
минимизацииэнергиисистемы оптимизацией ее геометрии:
∙	Steepest Descent (Метод наискорейш егоспуска). П роцесс сходимости
	осущ ествл яется		по спуску на поверхности энергии. Е сл и энергия
	уменьш ается , тош аг оптимизации геометрии увел ичивается , иначе –
	ш аг уменьш ается . Э тотметодв основном применя ется дл я первичного
	ул учш ения геометриипередиспол ьзованием бол ее точны хал горитмов.
	В некоторы х сл учая х мож ет набл ю даться				отсутствие сходимости. Н е
∙	подходитдл я макромол екул я рны хсистем.
	Fletcher-Reeves		(Conjugate	gradient)	(Метод	Ф л етчера-Ривса
	(С опря ж енны х градиентов)). В			этом методе направл ение сходимости
	(т.е. cycle,	цикл ) определ яется		вы бором минимума из вы числ енного
	градиента,	сопря ж енного к нему и градиента преды дущ его ш ага.

С ходится бы стрее, чем методнаискорейш егоспуска.

∙

42

Polak-Ribiere

(Conjugate

gradient)

(Метод

П ол ака-Рибьера

(С опря ж енны х

градиентов)).

Я вл я ется

усоверш енствованием

∙

преды дущ егометода: сходится бы стрее, нотребуетбол ьш е памя ти.

Eigenvector

following.

П рименя ется

тол ько в пол уэмпирических и

неэмпирических

расчетах.

И спол ьзует собственны е

векторы

диагонал изованной

матрицы Г ессе

(матрица вторы х

производны х

общ ей

энергии

по смещ ения м

атомов)

дл я

вы бора оптимал ьны х

сдвигов атомов.

Мож ет успеш ноприменя ться

дл я систем,

геометрия

∙

которы хдал екаотминимума.

Block-diagonal Newton-Raphson (Бл ок-диагонал ьны й метод Н ью тона-

Раф сона). И спол ьзуется тол ьков мол екул ярно-механических расчетах.

Е динственны й

метод,

анал итически

рассчиты ваю щ ий

вторы е

производны е энергии поее геометрическим параметрам. О чень сил ьно

зависит от правил ьности стартовой геометрии системы .

В некоторы х

∙

сл учая хмож етнабл ю даться отсутствие сходимости.

Conjugate

Directions

(Метод сопряж енны х направл ений).

Я вл яется

новы м

оптимизационны м

методом,

не

требую щ им

вы числ ений

градиентов

(первы х производны х).

Е сл и процесс не

сходится,

то

рекомендуется егоповторны й запуск.

Бл окTermination Condition (У сл овия остановки) вкл ю чаетвсебя пол я :

∙

RMS

gradient of

(С реднеквадратическое градиента).

Характеризует

сил ы ,

действую щ ие

на

атомы .

Т .к.

сил ы

явл яю тся

первы ми

производны ми энергии покоординатам атома,

тоэтотпараметр имеет

размерность ккал /(мол ь*Å). В расчетах он обы чнозадается в предел ах

от 10-3 до 0.1. В ел ичины

менее 10-3

не всегда достиж имы , так как

систематическая

ош ибка расчетов

достигает примерно такой

ж е

вел ичины . В резул ьтате расчетов будет достигнутодин из л окал ьны х

∙

минимумов, которы й совсем не обязател ьноокаж ется гл обал ьны м.

Maximum

cycles

(Максимал ьное числ о цикл ов).

В

расчетах этот

параметробы чнозадается впредел ахот100 до1000.

О становкарасчетапроизойдетпридостиж енииодногоиз усл овий.

Т акж е в бл оке Options (Н астройки)

есть

пункт In

vacuo

(л ат.

- в

пустоте),

вы дел ив которы й

сбрасы ваю тся

все

периодические граничны е

усл овия расчетов.

В

пол е Screen refresh

period

(П ериод обновл ения

изображ ения

на

экране)

задается

частота обновл ения

в

зависимости от

числ а цикл ов

оптимизации. Мож етпринимать значение от1 до32767.

Ли тература

1.HyperChem Release 7 for Windows Help.

2.Кл аркТ . Компью терная химия / Т .Кл арк. - М.: Мир, 1990. - 383 с.

43

Составител и: РезниковАл ексей Ал ександрович, аспирант

Шапош никВ л адимирАл ексеевич, проф ., д.х.н.

Редактор

Т ихомироваО .А.

44