Materials Studio官方教程：Kinetix——蒙特卡洛方法模拟CO的氧化【1】

3、创建初始构型

除了这些过程之外，还需要建立模拟的初始构型。构型是指吸附质分布在各个位点上的方式。每个位点的占用与否对于构型的完整规范是必要的。

应从一个空表面开始，其中所有位点都是未被占据的。可以使用Configuration Builder定义这样的构型。

单击Modules工具条上的Kinetix按钮，从下拉菜单中选择Configuration Builder，打开Kinetix Configuration Builder对话框。

这允许指定模拟体系的大小。更大的模拟体系将减少结果中的统计噪声，但会牺牲额外的计算时间。大型模拟体系不容易可视化（而且速度很慢），所以需要指定一个较小的总模拟显示范围。可以对显示的模拟部分进行操作，以查看结果并检查它们是否代表整个模拟。

将Configuration size更改为64 × 64，确保Type of configuration设置为Constant。在Species to fill部分，从Adsorption sites下拉列表中选择V。单击Create按钮，关闭对话框。

将创建一个新的文件，名为KinetixConfiguration.xkc。

将新创建的构型文件重命名为ZGB.xkc。从菜单栏中选择File | Save Project。

4、运行Kinetix模拟

单击Modules工具条上的Kinetix按钮，从下拉菜单中选择Calculation，或从菜单栏中选择Modules | Kinetix | Calculation。

打开Kinetix Calculation对话框，其中有多个模拟选项。可以对模拟长度进行控制，以及温度、压力和势能等参数随时间变化的情况。简单速率系数Rate coefficients被指定为每个过程的反应速率，而不是Arrhenius表达式，因此不依赖于温度、压力或势能。在这种情况下，应该使用Constant conditions任务。

确保ZGB.xkc是当前文档。在Kinetix Calculation对话框的Setup选项卡上，从Task下拉列表中选择Constant conditions。单击More...按钮打开Kinetix Constant Conditions对话框。

对于此模拟，Kinetix Constant Conditions对话框中需要研究的参数是Simulation time和Sampling interval。指定的速率系数意味着这些参数的默认值符合当前模拟的要求。

关闭Kinetix Constant Conditions对话框。

在Setup选项卡中，从Processes下拉列表中选择ZGBProcesses.xkp。

检查Kinetix Calculation对话框中其他选项卡中的内容，设置的所有默认值都适用于简单的初始模拟。

Processes选项卡列出所选流程文档中定义的流程，并允许用户决定将要使用的流程。使用不同的过程重复模拟可能很有用，例如使用吸附、扩散和解吸过程的初始模拟，以生成第二次模拟的实际起始构型，第二次模拟可能忽略吸附过程以模拟程序升温脱附。

Job Control选项卡控制有关计算任务运行位置和方式的详细信息。单击More...按钮打开Kinetix Job Control Options对话框，可利用该对话框在计算过程中控制服务器的更新等。

生成结果的频率由任务详细信息对话框上的Sampling interval和Configuration output every控制。创建两种类型的原始结果：一种包含浓度、过程速率等的摘要，另一种包含实际构型的轨迹文件。每个频率都是单独控制的。这些输出可用于分析，可以直接显示构型。如果发现初始模拟时间不够长，也可以使用它们重新启动模拟。

单击Run按钮，关闭对话框。

一个名为ZGB Kinetix ConstCond的新文件夹将在Project Explorer中打开。该计算将在一分钟之内完成。将在新文件夹中产生六个文件，如下：

• ZGB - Calculation：包含当前应用程序状态副本的状态文件。

• ZGBProcesses.xkp：原始流程文档的副本。

• ZGB.kin：CARLOS程序的输入。

• ZGB.kout：CARLOS程序的主要文本输出，包括了输入和模拟性能。还有其他输出文件，其中包含隐藏在Project Explorer中的更详细的结果，这些文件可由分析功能访问。

• ZGB.xkc：模拟结束时的构型。

• ZGBTraj.xkc：一个多帧文档，包含模拟期间各点的构型，由Kinetix Calculation对话框Output选项卡上的参数请求。

5、分析Kinetix模拟的结果

接下来，将生成平均浓度和反应速率随时间变化的图表。

在Project Explorer中，从结果文件夹中打开ZGB.kout文档。单击Modules工具条上的Kinetix按钮，选择Analysis，打开Kinetix Analysis对话框。

选择Concentrations并勾选CO和O Species的复选框。单击View按钮。

将显示一个图表文档，显示每种化合物的平均浓度与模拟时间的函数关系。（模拟是一个涉及随机选择的蒙特卡罗过程，因此得到的结果可能与此处展示的结果不同。）

模拟过程中各化合物的平均浓度

在Kinetix Analysis对话框中选择Rates，并勾选COAds、O2Ads和CO2Des Reactions的复选框。单击View按钮。

将显示一个图表文档，显示每个过程的平均反应速率（以单位晶胞每秒的反应数为单位）与模拟时间的函数。

模拟过程中过程的平均反应速率

这些图表显示，O的浓度迅速增加到0.4左右，CO的浓度下降到一个较低的值，因此很快就达到了近似的稳定状态。COAds和CO2Des过程的反应速率大致相等，而O2Ads过程的反应速率约为其他过程的一半，这将保持稳定状态。

现在，需要了解构型随时间的变化过程。

在Project Explorer中，从结果文件夹中打开ZGBTraj.xkc。单击Configuration Viewer上的Play按钮以显示轨迹动画。

单击Stop按钮。

更改构型文档的显示样式有助于查看和解释结果。

在ZGBTraj.xkc中单击鼠标右键，然后从快捷菜单中选择Display Style，以打开Kinetix Configuration Display Style对话框。

在Options选项卡上，将Background color更改为white。在Style选项卡上，将Radius scale和Vacancy scale值更改为1.4，然后关闭对话框。

在Configuration View中，输入7作为Frame，然后按下TAB键。

ZGBTraj.xkc视图应如下所示：

模拟过程中的构型

查看构型发现，没有一种CO化合物与O化合物相邻。这与预期相一致，因为CO2Des过程被设置为在这样一对化合物相遇时立即发生。

构型视图中的化合物根据ZGBProcesses.xkp文档中最初定义的颜色进行着色，但如有需要，可以对其进行更改。

在ZGBTraj.xkc中单击鼠标右键，然后从快捷菜单中选择Properties，以打开Kinetix Configuration Properties对话框，显示使用的化合物及其颜色。更改其中一种的颜色Color并关闭对话框。

现在保存工程并关闭打开的文档。

从菜单栏中选择File | Save Project，然后选择Window | Close All。

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