termostat berendsen

assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh….

kali ini kita akan membahas aspek penting dalam simulasi yang menggunakan ensemble NVT, di mana  jumlah molekul, volume dan temperatur dibuat tetap. untuk mengatur agar temperatur tetep atau sesuai dengan target temperatur simulasi kita memerlukan yang namanya termostat.

sebelum mendefinisikan termostat, kita perlu tau dulu bagaimana mendefinisikan temperatur secara termodinamika statistik. dalam termodinamika statistik kita tahu bahwa energi kinetik = 3/2 NKT. sementara energi kinetik sendiri didefinisikan sebagai =1/2 mv^2. apabila kita memiliki banya partikel maka dengan mudah kita menjumlahkan semua energi kinetik tiap partikel untuk mendapatkan energi kinetik total. berdasarkan hubungan ini dengan mudah kita tahu bahwa target temperatur akan sebanding dengan kuadrat dari kecepatan. maka untuk mengatur temperatur kita perlu melakukan scaling pada kecepatan dengan menggunakan faktor lambda.

lambda = sqrt (T_o/T_system) di mana T_o adalah target temperatur sementara T_system merupakan temperatur saat ini dari sistem. maka dengan demikian apabila T_system > T_o maka nilai lambda < 1. faktor lambda ini digunakan untuk men-scaling kecepatan sehingga kita memperoleh

v’ = v* lambda

konsep ini disebut dengan hard scaling sehingga apabila temperatur di atas / di bawah temperatur target maka kita “memaksa” agar di reset ke temperatur target. ingat ya hal ini hanya dapat dilakukan pada tahapan ekuilibrasi saja.

berendsen mengusulkan cara yang lebih “lunak” untuk melakukan scaling terhadap kecepatan.

berendsen
dari persamaan di atas kita mengenalkan konstanta baru yang disebut dengan waktu relaksasi. misalnya kita menggunakan waktu relaksasi 100fs atau 0,1 ps. oh ya, waktu relaksasi ini harus dipilih yang sedang-sedang saja, memakai waktu relaksasi yang terlalu besar maka akan sama saja dengan menggunakan hard scaling atau menggunakan waktu relaksasi yang terlalu kecil  maka akan menghasilkan fluktuasi temperatur yang terlalu kecil dan tidak realistis. ingat ya, dalam termostat berendsen , kecepatan akan selalu di-scaling.

oke, cukup sekian dan semoga bermanfaat!

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s