sponge.optimizer.UpdaterMD

class sponge.optimizer.UpdaterMD(system: Molecule, time_step: float = 1e-3, velocity: Union[Tensor, ndarray, List[float]] = None, temperature: float = None, pressure: float = None, integrator: Union[Integrator str] = 'leap_frog', thermostat: Union[Thermostat, str] = 'berendsen', barostat: Union[Barostat, str] = 'berendsen', constraint: Union[Constraint, List[Constraint], str] = None, controller: Union[Controller, List[Controller], str] = None, weight_decay: float = 0.0, loss_scale: float = 1.0, **kwargs)

用于分子动力学（MD）仿真的更新器，是 sponge.optimizer.Updater 的子类。

UpdaterMD 使用四种不同的 sponge.control.Controller 来控制仿真过程中的不同变量。 integrator 用于更新原子坐标和速度， thermostat 用于温度耦合， barostat 用于压力耦合， constraint 用于键约束。

参数：

• system (sponge.system.Molecule) - 仿真系统。

• time_step (float, 可选) - 时间步长。默认值： 1e-3。

• velocity (Union[Tensor, ndarray, List[float]], 可选) - 原子速度数组。数组的shape为 \((A, D)\) 或 \((B, A, D)\) 。这里的 \(B\) 是batch size， \(A\) 是原子数量， \(D\) 是仿真系统的空间维度，通常为3。数据类型为float。默认值： None。

• temperature (float, 可选) - 耦合的参考温度。仅当 thermostat 设置为 str 类型时有效。默认值： None。

• pressure (float, 可选) - 温度耦合的参考压力。仅当 barostat 设置为 str 类型时有效。默认值： None。

• integrator (Union[sponge.control.Integrator, str], 可选) - 用于MD仿真的积分器。可以是 sponge.control.Integrator 对象或积分器名称的 str。默认值： 'leap_frog'。

• thermostat (Union[sponge.control.Thermostat, str], 可选) - 用于温度耦合的恒温器。可以是 sponge.control.Thermostat 对象或恒温器名称的 str。默认值： 'berendsen'。

• barostat (Union[sponge.control.Barostat, str], 可选) - 用于压力耦合的恒压器。可以是 sponge.control.Barostat 对象或恒压器名称的 str。默认值： 'berendsen'。

• constraint (Union[sponge.control.Constraint, List[sponge.control.Constraint], str], 可选) - 键约束的约束控制器。可以是 sponge.control.Constraint 对象或约束控制器名称的 str。默认值： None。

• controller (Union[sponge.control.Controller, List[sponge.control.Controller], str], 可选) - 其他控制器。它将在四个特定控制器（integrator, thermostat, barostat 和 constraint）之后工作。默认值： None。

• weight_decay (float, 可选) - 权重衰减的值。默认值： 0.0。

• loss_scale (float, 可选) - 损失缩放的值。默认值： 1.0。

输入：

• energy (Tensor) - shape为 \((B, 1)\) 。这里的 \(B\) 是batch size，即仿真中的walker的数量。数据类型为float。仿真系统的总势能。

• force (Tensor) - shape为 \((B, A, D)\) 。这里的 \(A\) 是原子数量， \(D\) 是仿真系统的空间维度，通常为3。数据类型为float。仿真系统每个原子的力。

• virial (Tensor, 可选) - shape为 \((B, D, D)\) 。数据类型为float。仿真系统的应力张量。默认值： None。

输出：

• success (bool) - 是否成功完成当前优化步骤并进入下一步。

支持平台：

Ascend GPU

样例：

>>> from sponge import UpdaterMD, Molecule
>>> from mindspore import Tensor
>>> system = Molecule(template='water.tip3p.yaml')
>>> velocity = Tensor([[0.1008,0.,0.],[-0.8,0.,0.],[-0.8,0.,0.]])
>>> opt = UpdaterMD(system=system,
... time_step=1e-3,
... velocity=velocity,
... integrator='leap_frog',
... temperature=None,
... thermostat=None)
>>> # In actual usage, the energy and force are calculated by the
>>> # potential cell or the neural network model
>>> print(opt.coordinate.value())
>>> # [[[ 0. 0. 0. ]
>>> # [ 0.07907964 0.06120793 0. ]
>>> # [-0.07907964 0.06120793 0. ]]]
>>> force = Tensor([[0.,0.,0.],[0.,0.,0.],[0.,0.,0.]])
>>> opt(energy=Tensor([0.0]), force=force)
>>> print(opt.coordinate.value())
>>> # [[[ 0.0001008 0. 0. ]
>>> # [ 0.07827964 0.06120793 0. ]
>>> # [-0.07987964 0.06120793 0. ]]]

property ref_press

恒压器的参考压力。

返回：

float， 恒压器的参考压力。

property ref_temp

恒温器的参考温度。

返回：

float， 恒温器的参考温度。

set_barostat(barostat: Barostat, pressure: float = None)

设置恒压器。

参数：

• barostat (Barostat) - 压力联轴的恒压器。

• pressure (float, optional) - 恒压器的参考压力值。默认值： None。

set_constraint(constraint: Union[Constraint, List[Constraint]])

设置约束算法。

参数：

• constraint (ConstrUnion[Constraint, List[Constraint]]aint) - 约束。

set_pressure(pressure: float)

设置恒压器的参考压力。

参数：

• pressure (float) - 恒压器的参考压力值。

set_temperature(temperature: float)

设置恒温器的参考温度。

参数：

• temperature (float) - 恒温器的参考温度。

返回：

如果self.thermostat是 None，返回 None；否则返回thermostat设置后的参考温度的Tensor。

set_thermostat(thermostat: Thermostat, temperature: float = None)

设置恒温器。

参数：

• thermostat (Thermostat) - 用于温度耦合的恒温器。

• temperature (float, optional) - 恒温器的参考温度。默认值： None 。