sponge.control.Thermostat

class sponge.control.Thermostat(system: :class:`sponge.system.Molecule`, temperature: Union[float, ndarray, Tensor, List[float]] = 300, control_step: int = 1, time_constant: float = 0.5, **kwargs)[源代码]

恒温控制器模块的基类，也是 sponge.control.Controller 的子类。

sponge.control.Thermostat 模块用于温度耦合，其主要功能是在模拟过程中，控制原子速度和系统的动力学。

参数：

system ( sponge.system.Molecule) - 模拟体系。
temperature (Union[float, ndarray, Tensor], 可选) - 温度耦合的参考温度 \(T_{ref}\) 。单位为开尔文。默认值： 300.0。
control_step (int, 可选) - 控制器执行的步骤间隔。默认值： 1。
time_constant (float, 可选) - 温度耦合的时间常数 \(\tau_T\) 。单位为皮秒。默认值： 0.5。
kwargs - 关键字参数。

输入：

coordinate (Tensor) - 坐标。shape为 \((B, A, D)\) 的Tensor。数据类型是float。这里 \(B\) 是分子模拟中walker的数目， \(A\) 是原子数目， \(D\) 是模拟系统的空间维数，通常为3。
velocity (Tensor) - 速度。shape为 \((B, A, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
force (Tensor) - 原子力。shape为 \((B, A, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
energy (Tensor) - 能量。shape为 \((B, 1)\) 的Tensor。数据类型是float。
kinetics (Tensor) - 动能。shape为 \((B, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
virial (Tensor) - 维里。shape为 \((B, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
pbc_box (Tensor) - 周期性边界条件盒子。shape为 \((B, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
step (int) - 模拟步数。默认值： 0。

输出：

coordinate (Tensor) - 坐标。shape为 \((B, A, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
velocity (Tensor) - 速度。shape为 \((B, A, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
force (Tensor) - 原子力。shape为 \((B, A, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
energy (Tensor) - 能量。shape为 \((B, 1)\) 的Tensor。数据类型是float。
kinetics (Tensor) - 动能。shape为 \((B, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
virial (Tensor) - 维里。shape为 \((B, D)\) 的Tensor。数据类型是float。
pbc_box (Tensor) - 周期性边界条件盒子。shape为 \((B, D)\) 的Tensor。数据类型是float。

支持平台：

Ascend GPU

样例：

>>> from sponge import Molecule
>>> from sponge.control import Thermostat
>>> system = Molecule(template='water.tip3p.yaml')
>>> controller = Thermostat(system)

get_ref_kinetics()[源代码]

获取参考动能。

返回：: Tensor。参考动能。

property kinetics

参考动能。

返回：: Tensor。参考动能。

reconstruct_temperature(temperature: Union[float, ndarray, Tensor, List[float]])[源代码]

重置参考温度。

参数：

temperature (Union[float, ndarray, Tensor, List[float]]) - 温度。

set_degrees_of_freedom(dofs)[源代码]

设置自由度。

参数：

dofs (int) - 自由度。

set_temperature(temperature: Union[float, ndarray, Tensor, List[float]])[源代码]

设置参考温度数值。温度数组的形状必须与当前温度数组的形状相同。

参数：

temperature (Union[float, ndarray, Tensor, List[float]]) - 温度。

返回：

Tensor。温度。

property temperature

参考温度。

返回：: Tensor。参考温度。

velocity_scale(sim_kinetics, ref_kinetics, ratio=1.0)[源代码]

计算温度耦合的速度缩放因子。

参数：

sim_kinetics (Tensor) - 模拟动能。Tensor形状为 \((B, D)\) 。这里 \(B\) 是分子模拟中walker的数目， \(D\) 是模拟系统的空间维数，通常为3。数据类型是float。
ref_kinetics (Tensor) - 参考动能。Tensor形状为 \((B, D)\) 。数据类型是float。
ratio (float, 可选) - 温度耦合的比率。默认值： 1.0。

返回：

Tensor。速度缩放因子。