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Modele d`eau

Les propriétés thermodynamiques et structurelles, telles que la densité, la fonction de distribution radiale, l`enthalpie de vaporisation, la capacité calorifique, le coefficient de diffusion et la constante diélectrique, sont généralement utilisées dans le montage de ces paramètres de modèle d`eau. Il est constaté que certaines propriétés telles que la densité et l`enthalpie de vaporisation sont prédites plutôt bien par tous les modèles, mais les valeurs pour d`autres propriétés telles que la constante diélectrique ont été moins bien [12]. Lors de la comparaison de différents modèles, il faut également tenir compte du coût de calcul. Le coût de calcul d`une simulation de l`eau augmente avec le nombre de sites d`interaction dans le modèle d`eau. Le temps CPU est approximativement proportionnel au nombre de distances interatomiques qui doivent être calculées. Pour le modèle à 3 sites, 9 distances sont nécessaires pour chaque paire de molécules d`eau (chaque atome d`une molécule contre chaque atome de l`autre molécule, ou 3 × 3). Pour le modèle 4-site, 10 distances sont nécessaires (chaque site chargé avec chaque site chargé, plus l`interaction O-O, ou 3 × 3 + 1). Pour le modèle à 5 sites, 17 distances sont requises (4 × 4 + 1). Enfin, pour le modèle à 6 sites, 26 distances sont requises (5 × 5 + 1). Un modèle TIP4P est exécuté avec LAMMPS en utilisant soit cette commande pour un modèle de coupure: Voici le schéma de phase du modèle TIP4P dans le plan de température de pression (adapté de la Fig. 11 de [2]). Notez que tel que proposé initialement, le modèle SPC a été exécuté avec une coupure de 9 Angstrom pour les termes LJ et Coulombic.

Il peut également être utilisé avec des Coulombics à longue portée (Ewald ou PPPM dans LAMMPS), sans modifier aucun des paramètres ci-dessus, bien qu`il devienne un modèle différent dans ce mode d`utilisation. Dans les modèles d`interaction-site couramment utilisés (SPC, TIP3P et TIP4P), une géométrie rigide est adoptée, et l`interaction entre eux est calculée par la sommation pairwise. Ces modèles utilisent généralement trois à cinq sites d`interaction. Les changements internes dans la conformation flexible de l`eau sont souvent considérés comme trop encombrants pour les études de simulation informatique. Le modèle d`eau rigide à quatre points TIP4P prolonge le modèle traditionnel à trois points TIP3P en ajoutant un site supplémentaire, généralement sans masse, où la charge associée à l`atome d`oxygène est placée. Ce site M est situé à une distance fixe de l`oxygène le long du bissecteur de l`angle de liaison HOH. Un style d`adhérence harmonique et un style d`angle harmonique ou CHARMM doivent également être utilisés. Le modèle TIP4P, publié pour la première fois en 1983, est largement mis en œuvre dans les progiciels de chimie computationnelle et souvent utilisé pour la simulation de systèmes biomoléculaires.

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